›
›

Bài giảng Tiêu chuẩn thiết kế cầu - Phần 6: Kết cấu thép

doc 67 trang hoanguyen 3150
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Tiêu chuẩn thiết kế cầu - Phần 6: Kết cấu thép", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • docbai_giang_tieu_chuan_thiet_ke_cau_phan_6_ket_cau_thep.doc

Nội dung text: Bài giảng Tiêu chuẩn thiết kế cầu - Phần 6: Kết cấu thép

  1. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 1 Phần 6 - Kết cấu thép 6.1. Phạm vi Phần này bao gồm việc thiết kế các cấu kiện, các mối nối và các liên kết bằng thép dùng cho các kết cấu dầm cán và dầm tổ hợp, các khung, giàn và vòm, các hệ dây văng và hệ dây võng, và các hệ mặt cầu kim loại khi có thể áp dụng được. Các kết cấu dầm cong không được bao gồm ở đây. 6.2. Các định nghĩa Mố cầu – Kết cấu bên dưới để đỡ một đầu của kết cấu nhịp cầu. Dầm - Một bộ phận kết cấu mà chức năng chính là truyền các tải trọng xuống trụ, chủ yếu qua chịu uốn và chịu cắt. Nói chung, thuật ngữ này được sử dụng để chỉ cấu kiện được làm bằng các thép hình cán. Phá hoại do cắt khối - Sự phá hỏng một liên kết bản bản bụng bằng bulông của các dầm đua ra hoặc sự phá hỏng một liên kết bất kỳ chịu kéo mà bị xé rách một phần của một tấm bản dọc theo chu vi của các bulông liên kết. Liên kết bulông - Bulông, đai ốc và vòng đệm. Cấu kiện liên kết tăng cường (còn gọi là “giằng ngang”) - Một bộ phận nhằm liên kết tăng cường bộ phận chính hoặc một phần của bộ phận chính, chống lại sự chuyển động nằm ngang. Yêu cầu va đập của rãnh chữ V charpy - Năng lượng tối thiểu yêu cầu được hấp thụ trong thí nghiệm rãnh chữ V charpy được tiến hành ở một nhiệt độ quy định. Thí nghiệm rãnh chữ V Charpy - Thí nghiệm va đập tuân theo AASHTO T243 (ASTM A673M). Khoảng cách trống giữa các bulông - Khoảng cách giữa các mép của các lỗ bulông kề nhau. Khoảng cách trống bên ngoài của các bulông - Khoảng cách giữa mép của lỗ bulông và đầu của bộ phận. Tải trọng phá hỏng - Tải trọng mà một bộ phận kết cấu hoặc kết cấu có thể chịu được đúng trước khi sự phá hỏng trở nên rõ ràng. Tiết diện đặc chắc - Một tiết diện có khả năng phát triển sự phân bố ứng suất dẻo hoàn toàn trong chịu uốn. Khả năng xoay yêu cầu để tuân theo các giả thiết phân tích được sử dụng ở trong các điều khác nhau của phần này được quy định bằng thỏa mãn độ mảnh khác nhau của bản cánh và bản bản bụng và các yêu cầu liên kết tăng cường. Thành phần - Một phần cấu thành của kết cấu. Dầm liên hợp - Một dầm thép được liên kết vào bản mặt cầu để cho chúng cùng làm việc dưới các tác động lực như là một kết cấu nguyên thể.
  2. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 2 Cột liên hợp - Một bộ phận kết cấu chịu nén bao gồm hoặc các thép hình kết cấu được bọc bằng bê tông, hoặc một ống thép được đúc đầy bê tông, được thiết kế để làm việc dưới các tác động lực như là một nguyên thể. Ngưỡng mỏi với biên độ không đổi - Biên độ ứng suất danh định mà ở dưới nó thì một chi tiết riêng biệt có thể chịu đựng một số vô hạn các tác động lặp lại mà không bị phá hủy do mỏi. Khung ngang - Một khung giàn ngang liên kết các thành phần chịu uốn dọc kề nhau. Giàn cầu chạy trên - Hệ giàn trong đó đường xe chạy ở tại hoặc bên trên mức của mạ trên của giàn. Phân loại chi tiết - Nhóm các thành phần và các chi tiết về cơ bản có cùng một sức kháng mỏi. Vách ngăn - Một thành phần ngang chịu uốn liên kết các thành phần chịu uốn theo phương dọc kề nhau. Độ mỏi do vặn méo - Các tác động mỏi do các ứng suất phụ thường không được định lượng ở trong phân tích và thiết kế điển hình của cầu. Cự ly mép của các bulông - Khoảng cách thẳng góc với đường lực giữa tâm của lỗ và mép của cấu kiện. Cự ly đầu của các bulông - Khoảng cách dọc theo đường lực giữa tâm của lỗ và đầu của cấu kiện. Khoang biên- Đoạn đầu của giàn hoặc dầm. Thanh có tai treo - Bộ phận chịu kéo với tiết diện hình chữ nhật và hai đầu được mở rộng để liên kết chốt. Mỏi - Sự bắt đầu và/hoặc sự lan truyền các vết nứt do sự biến đổi lặp lại của ứng suất pháp truyền với thành phần chịu kéo. Tuổi thọ mỏi thiết kế - Số năm mà một chi tiết dự kiến chịu được các tải trọng giao thông giả định mà không phát sinh nứt do mỏi. Trong phát triển của Quy trình này đã lấy là 100 năm. Tuổi thọ mỏi - Số chu kỳ ứng suất lặp lại dẫn đến sự phá hỏng do mỏi của chi tiết. Sức kháng mỏi - Biên độ ứng suất cực đại có thể chịu được mà không phá hỏng chi tiết đối với số chu kỳ quy định. Tuổi thọ mỏi hữu hạn - Số chu kỳ tới sự phá hỏng chi tiết khi biên độ ứng suất có khả năng xảy ra cực đại vượt quá giới hạn mỏi với biên độ không đổi. Độ dai phá hủy - Số đo khả năng của vật liệu hoặc cấu kiện kết cấu hấp thụ năng lượng mà không bị phá hoại, thông thường được xác định bằng thí nghiệm rãnh chữ V charpy.
  3. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 3 FCM - Cấu kiện tới hạn mỏi đứt gãy - Cấu kiện chịu kéo mà sự phá hỏng được dự kiến là do hoặc sự sập đổ cầu, hoặc do cầu không còn có khả năng thực hiện chức năng của nó. Chuẩn đo của bulông - Khoảng cách giữa các đường kề của bulông; khoảng cách từ lưng của một thép góc hoặc thép hình khác đến đường thứ nhất của các bulông. Dầm tổ hợp - Thành phần kết cấu mà chức năng chủ yếu là chịu uốn và chịu cắt dưới tác dụng của tải trọng. Nói chung, thuật ngữ này được sử dụng cho các mặt cắt được chế tạo (tổ hợp). Chiều dài thân bulông - Khoảng cách giữa đai ốc và đầu bulông. Bản tiếp điểm (Bản nút)- Bản thép được dùng để liên kết các thanh đứng, thanh xiên và thanh ngang của giàn ở tại tiết điểm khoang giàn. Kết cấu nhịp giàn chạy giữa- Hệ giàn với đường xe chạy đặt ở một cao độ nào đó giữa các mạ trên và mạ dưới và nó loại trừ việc sử dụng hệ liên kết ngang ở biên trên. Dầm lai (Dầm kết hợp) - Dầm thép được chế tạo với bản bản bụng có cường độ chảy dẻo tối thiểu quy định thấp hơn của một hoặc cả hai bản cánh. Tác động phi đàn hồi- Điều kiện trong đó sự biến dạng không hoàn toàn hồi phục lúc dỡ bỏ tải trọng đã gây ra biến dạng đó. Sự phân bố lại phi đàn hồi - Sự phân bố lại các hiệu ứng lực trong một thành phần hoặc kết cấu do các biến dạng phi đàn hồi gây ra ở tại một hoặc nhiều mặt cắt. Khoang bên trong - Phần phía bên trong của một thành phần giàn hoặc dầm. Giằng liên kết - Các tấm hoặc thanh liên kết các thành phần của một bộ phận. Thành phần tăng cường ngang (Giằng liên kết ngang) - Thành phần được sử dụng riêng lẻ hoặc như là một phần của hệ tăng cường ngang để ngăn ngừa sự mất ổn định khi uốn dọc của các thành phần và/hoặc để chịu tải trọng nằm ngang. Sự oằn do xoắn ngang - Sự mất ổn định khi uốn dọc của một cấu kiện kéo theo độ võng ngang và xoắn. Lớp khung - Phần của khung cứng bao gồm một bộ phận nằm ngang và các cột ở giữa bộ phận đó và chân của khung hoặc bộ phận nằm ngang tiếp sau thấp hơn. Đường truyền tải trọng - Chuỗi các thành phần và các mối ghép qua đó tải trọng được truyền từ điểm gốc tới điểm đến của nó. Mỏi do tải trọng gây ra - Các tác dụng mỏi do các ứng suất phẳng mà các thành phần và các chi tiết được thiết kế rõ ràng. Mối hàn chịu tải dọc - Mối hàn với ứng suất đặt song song với trục dọc của mối hàn. Bộ phận chính - Bất cứ bộ phận nào được thiết kế để chịu được các tải trọng đặt lên kết cấu. ứng suất kéo thực - Tổng đại số của hai hoặc nhiều ứng suất trong đó số tổng là kéo.
  4. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 4 Mặt cắt không đặc chắc - Mặt cắt có thể phát triển cường độ chảy dẻo trong các cấu kiện chịu nén trước lúc bắt đầu sự mất ổn định uốn dọc cục bộ, nhưng không thể chống lại sự mất ổn định uốn dọc cục bộ phi đàn hồi ở các mức ứng biến được yêu cầu đối với sự phân bố ứng suất dẻo hoàn toàn. Bản mặt cầu trực hướng (hoặc “Mặt cầu bản trực hướng”)- Mặt cầu làm bằng thép tấm được tăng cường bằng các sườn thép hở hoặc kín ở mặt dưới của tấm thép. Độ võng dài hạn - Loại tác động phi đàn hồi trong đó độ võng còn lưu lại ở một thành phần hoặc một hệ sau khi tải trọng đã được dỡ bỏ. Bước bulông - Khoảng cách dọc theo đường lực ở giữa các tâm của các lỗ kề nhau. Tấm - Sản phẩm cán phẳng mà bề dày lớn hơn 6,0mm. Khung cổng - Giằng liên kết ngang giàn ở đầu hoặc giằng Vierendeel để tạo sự ổn định và chịu các tải trọng gió và động đất. Mômen phân phối lại - Nội mômen do sự chảy dẻo gây ra ở trong thành phần chịu uốn của nhịp liên tục và được giữ cân bằng bởi các phản lực ngoài. Sự phân phối lại các mômen - Quá trình do sự hình thành các biến dạng phi đàn hồi trong các kết cấu liên tục. ứng suất phân phối lại - ứng suất uốn do bởi mômen phân phối lại. Tính dư - Chất lượng của cầu làm cho có khả năng thực hiện chức năng thiết kế ở trong trạng thái bị hư hại. Bộ phận dư - Bộ phận mà sự hư hỏng của nó không gây ra sự hư hỏng cầu. Tuổi thọ mỏi yêu cầu - Tích của số giao thông xe tải chạy trung bình hàng ngày trên một làn đơn nhân với số chu kỳ mỗi lượt xe tải chạy qua và tuổi thọ thiết kế tính bằng ngày. Cấu kiện phụ - Bộ phận không được thiết kế để chịu các tải trọng cơ bản. Là - Sản phẩm cán phẳng mà bề dày từ 0,15mm và 6,0mm. Xoắn St. Venant - Mômen xoắn gây ra các ứng suất cắt thuần túy trên mặt cắt ngang hãy còn phẳng. Biên độ ứng suất - Hiệu đại số giữa các ứng suất cực trị do tải trọng đi qua. Khoang phụ - Khoang có bản bản bụng được tăng cường, được chia ra bởi một hoặc nhiều nẹp tăng cường dọc. Liên kết chống lắc - Giằng liên kết thẳng đứng ngang giữa các bộ phận giàn. Các nhịp dầm chạy dưới - Hệ dầm mà đường xe chạy ở cao độ thấp hơn bản cánh trên.
  5. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 5 Các nhịp giàn chạy dưới - Hệ giàn mà đường xe chạy đặt ở gần mạ dưới và có hệ ngang ở mạ trên. Bản liên kết, bản nối - Bản được sử dụng để liên kết các thành phần của một cấu kiện. Vòm có thanh kéo - Vòm mà trong đó lực đẩy ngang của sườn vòm do thanh giằng ngang chịu. Mối hàn chịu tải ngang - Mối hàn có đặt ứng suất thẳng góc với trục dọc của mối hàn. Mặt cắt hộp kiểu máng - Mặt cắt hình U không có bản cánh nói chung. Vòm thực - Vòm mà trong đó lực đẩy ngang trong sườn vòm được truyền xuống đến móng chân vòm. Chiều dài không có liên kết tăng cường ngang - Khoảng cách giữa các điểm có thanh tăng cường chịu được sự mất ổn định khi uốn dọc hoặc biến dạng đang được nghiên cứu, nói chung, khoảng cách giữa các điểm khoang hoặc các vị trí có thanh tăng cường. Xoắn vênh - Mômen xoắn gây ra các ứng suất cắt và các ứng suất pháp, và dưới các ứng suất đó mặt cắt ngang không còn là phẳng. Cường độ chảy - ứng suất mà tại đó vật liệu biểu lộ một độ lệch giới hạn theo quy định từ tính tỷ lệ của ứng suất với ứng biến. Mức ứng suất chảy - ứng suất được xác định trong thí nghiệm kéo khi biến dạng đạt 0,005 mm/ mỗi mm. 6.3. ký hiệu A = hằng số phân loại chi tiết cấu tạo, vùng được bao bởi các tấm bản của một mặt cắt hình hộp; vùng được bao bằng các đường tim của các tấm bản của các cấu kiện hình hộp; hệ số khẩu độ nhịp (6.6.1.2.6); (6.10.4.2.2a) (6.11.1.2.2)(6.12.2.2.2) 2 Ab = diện tích ép mặt chiếu trên tấm bản có chốt (mm ); diện tích mặt cắt ngang của bulông (mm2) (6.8.7.2)(6.13.2.7) 2 Ac = diện tích bê tông; diện tích bản cánh chịu nén (mm ) (6.9.5.1) (6.10.5.1.4b) 2 Ad.eff = diện tích mặt cắt ngang hiệu dụng của mặt cầu, bao gồm các sườn dọc (mm ) (6.14.3.3.2). ADT = lưu lượng xe tải trung bình ngày đêm dựa trên tuổi thọ thiết kế (3.6.1.4.2) ADTTsl = ADTT một làn xe (6.6.1.2.5) 2 Af = diện tích bản cánh truyền tải trọng tập trung (mm ) (6.13.7.2) 2 Afb = diện tích bản cánh dưới (mm )(6.10.5.4.1b) 2 Ag = diện tích mặt cắt ngang thô của cấu kiện chịu nén (mm ) (6.8.2.1) 2 Agn = diện tích thực nhỏ nhất của cấu kiện ở ngoài chiều dài liên kết (mm )(6.8.2.2) 2 An = diện tích mặt cắt ngang thực của cấu kiện chịu kéo (mm )(6.8.2.1) 2 Ane = diện tích thực của các cấu kiện tiếp nhận tải trọng (mm ) (6.8.2.2) Ao = diện tích bao bên trong mặt cắt hộp (6.11.2.1.2a) Apn = diện tích của các cấu kiện nhô ra của sườn tăng cường ở ngoài các đường hàn bản bản bụng với bản cánh, nhưng không vượt quá mép của bản cánh (mm2) (6.10.8.2.3) 2 Ar = diện tích của cốt thép dọc (mm ); tổng diện tích của thép tăng cường bên trong phạm vi chiều rộng hiệu dụng của bản cánh (mm2) 6.9.5.1) (6.10.7.4.3) (6.10.5.1.4b)
  6. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 6 As = diện tích của thép hình cán sẵn; diện tích bản mặt diện tích sườn tăng cường ngang ở giữa hoặc tổng diện tích mặt cắt ngang thô (mm2) (6.9.4.1)(6.9.5.1)(6.10.3.1.4b)(6.10.8.1.4) 2 Asc = diện tích mặt cắt ngang của đinh neo chịu cắt (mm ) (6.10.7.4.4c) 2 At = diện tích bản cánh chịu kéo của mặt cắt thép (mm ) (6.10.3.1.4b) (6.10.3.3.2) Atf = tổng diện tích của cả hai bản cánh thép và cốt thép dọc bản ở trong phạm vi chiều rộng bản hữu hiệu của mặt cắt liên hợp (mm2) (6.10.4.3.1c) 2 Atg = diện tích nguyên dọc theo mặt cắt chịu ứng suất kéo trong cắt khối (mm ) (6.13.4) 2 Atn = diện tích tính dọc theo mặt cắt chịu ứng suất kéo trong cát khối (mm ) (6.13.4) 2 Av = diện tích mặt cắt của cốt thép ngang chắn vết nứt do cắt xiên (mm ) (6.12.3.1). 2 Avg = diện tích nguyên dọc theo mặt cắt chịu ứng suất cắt trong cắt khối (mm ) (6.13.4) 2 Avn = diện tích thực dọc theo mặt cắt chịu ứng suất cắt trong cắt khối (mm )(6.13.4) 2 Aw = diện tích của bản bản bụng của mặt cắt thép (mm )(6.10.3.1.4b) a = khoảng cách từ tâm của bulông đến mép của tấm (mm); khoảng cách tâm đến tâm giữa các bản cánh của các hộp kề nhau trong mặt cắt nhiều hộp (mm) (6.13.2.10.4)(6.11.1.1.1) B = hằng số liên quan đến diện tích theo yêu cầu của các nẹp tăng cường ngang (6.10.8.1.4) Br = sức kháng ép mặt (N) (6.10.8.2.3) b = chiều rộng thân của thanh có tai treo; khoảng cách từ mép của tấm hoặc mép của lỗ khoan đến đến điểm tựa hoặc khoảng cách giữa các điểm tựa; khoảng cách tịnh giữa các tấm;chiều rộng của ống hình chữ nhật; chiều dày toàn bộ của mặt cắt ngang liên hợp của bê tông bọc thép hình trong mặt phẳng uốn dọc; chiều rộng hữu hiệu của bản, chiều dài của mép không được chống đỡ của bản tiết điểm; chiều rộng của bản cánh giữa các bản bản bụng; chiều rộng của cấu kiện tấm hình chữ nhật; khoảng cách từ tim của bu lông đến chân của mối hàn của phần liên kết (mm) (6.7.6.3) (6.9.4.2) (6.10.7.4.4b) (6.11.1.2.2) (6.12.2.2.2) (6.12.2.3.1) (6.13.2.10.4) bf = chiều rộng của bản cánh chịu nén của mặt cắt thép (mm) (6.10.4.1.3) bfb = chiều rộng bản cánh dưới (mm) (6.10.5.7.1) b  = chiều rộng nhô ra của các nẹp tăng cường dọc (mm) (6.10.8.1.3) (6.11.3.2.1) b t = chiều rộng của bản cánh chịu kéo, chiều rộng nhô ra của sườn tăng cường ngang (mm ) (6.10.7.4.4b) (6.10.8.1.2) bw = chiều rộng của bản cánh dưới của ở mỗi mép của bản cánh giả định chịu các mô men gió (mm) (6.10.3.5.1). C = tỷ số của ứng suất oằn khi chịu cắt với giới hạn chảy (hoặc cường độ chảy) khi chịu cắt (6.10.6.4) Cb = hệ số điều chỉnh gradient mômen (6.10.4.2.5a) C1, C2, = các hằng số dùng cho cột liên hợp được quy định trong Bảng 6.9.5.11, C3 (6.9.5.1.1) c = khoảng cách từ tim của cốt thép dọc đến bề mặt gần nhất của cấu kiện trong mặt phẳng chịu uốn (mm); hệ số trong việc xác định độ bền uốn (6.11.2.1.3a) (6.12.2.3.1)(6.12.3.1) Csteel, C3n, = khoảng bản cánh tính từ các trục trung hoà của các mặt cắt của cốt thép, bê tông Cn liên hợp dài hạn và bê tông liên hợp ngắn hạn cho đến thớ ngoài cùng của bản cánh chịu nén (mm) (6.10.3.1.4a) D = đường kính ngoài của ống thép tròn; chiều cao bản bụng; chiều cao tối đa của khoang phụ đối với các bản bản bụng có các sườn tăng cường dọc; chiều cao thực tế của tấm bản bản bụng; đường kính của chốt (mm) (6.9.4.2) (6.10.3.1.4b) (6.7.6.2.1) (6.10.8.1.3). (mm2)
  7. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 7 D’ = chiều cao mà tấm bê tông liên hợp đạt tới trị số mômen dẻo lý thuyết khi lực kéo cực đại trong tấm bê tông ở thời điểm phá huỷ lý thuyết (mm) (6.10.4.2.2a) (6.10.4.2.2b) Dc = chiều cao của bản bụng chịu nén (mm) (6.10.6.3) Dcp = chiều cao của bản bụng chịu nén ở mô men dẻo (mm) (6.10.3.1.4b) Dp = khoảng cách từ đỉnh của bản tới trục trung hoà của mặt cắt liên hợp ở mô men dẻo; chiều cao bản bụng đối với các bản bụng không có sườn tăng cường dọc hoặc chiều cao tối đa của khoang phụ đối với các đối với các sườn tăng cường dọc (mm) (6.10.4.2.2b) (6.10.8.1.3). d = chiều cao của mặt cắt thép; đường kính bu lông; kích thước danh định của liên kết; chốt đường kính của đinh neo; chiều cao của cấu kiện trong mặt phẳng uốn; chiều cao của cấu kiện trong mặt phẳng cắt; đường kính danh định của bu lông (mm) (6.10.4.2.2b) (6.10.4.7.2) (6.12.2.3.1) (6.12.3.1) (6.13.2.9). db = chiều cao của dầm trong khung cứng (mm) (6.13.7.2) dc = chiều cao của cột trong khung cứng (mm) (6.13.7.2) dn = khoảng cách từ thớ ngoài của bản cánh dưới đến trục trung hoà của mặt cắt liên hợp tính đổi ngắn hạn (mm) (6.10.4.3.1b) do = khoảng cách của các sườn tăng cường ngang (mm) (6.10.7.3.2) ds = chiều cao của mặt cắt thép (mm) (6.10.9.1) E = mô đun đàn hồi của thép (MPa) (6.9.4.1) Ec = mô đun đàn hồi của bê tông (MPa) (6.10.7.4.4c) FCM = cấu kiện đạt độ gãy giới hạn (6.6.2) Fe = sức kháng nén danh định của các cấu kiện liên hợp (MPa) (6.9.5.1) Fexx = cường độ phân loại của kim loại hàn (MPa) (6.13.3.2.2b) Fn = sức kháng uốn danh định về mặt ứng suất (MPa) (6.10.4) Fr = sức kháng uốn tính toán về mặt ứng suất (MPa) (6.10.3.5.2) (6.10.4) Fu = cường độ chịu kéo nhỏ nhất quy định của thép, ứng suất uốn trong bản cánh dưới do các tải trọng tính toán khác với gió; cường độ chịu kéo nhỏ nhất quy định của neo đinh chịu cắt (MPa) (6.4.1) (6.10.3.5.2) (6.10.7.4.4c) (6.8.2.1). Fub = cường độ chịu kéo nhỏ nhất quy định của bu lông (MPa) (6.13.2.7) Fw = ứng suất uốn của các mép của bản cánh do tải trọng gió tính toán (MPa) (6.10.3.5.2) Fy = cường độ chảy của chốt; cường độ chảy nhỏ nhất quy định của thép (MPa) (6.7.6.2.1) (6.8.7.2) (6.8.2.1) Fyb = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh dưới (MPa) (6.10.4.3.1b) Fyc = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén (MPa) (6.10.3.1.4b) Fyce = cường độ chảy hiệu dụng của bản cánh chịu nén (MPa) (6.10.10.1.2d) Fyf = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh; giá trị cao hơn trong số các cường độ chảy nhỏ nhất quy định của các bản cánh (MPa) (6.10.8.2.4b) (6.10.10.2.3) Fyr = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của các thanh cốt thép dọc hoặc ngang (MPa) (6.9.5.1) (6.10.3.1.4b) Fyre = cường độ chảy hiệu dụng của cốt thép dọc (MPa) (8.10.10.1.2d) Fys = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của sườn tăng cường (MPa) (6.10.8.1.2) Fyt = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu kéo (MPa) (6.10.3.1.4b) Fyte = cường độ chảy hiệu dụng của bản cánh chịu kéo (MPa) (6.10.10.1.2d) Fyw = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản bụng (MPa) (6.10.6.4) ( 6.10.3.1.4b)
  8. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 8 Fywe = cường độ chảy hiệu dụng của bản bụng (MPa) (6.10.10.1.2d) fa = ứng suất dọc trục do các tải trọng tính toán (MPa) (6.14.4.2) fb = ứng suất lớn nhất do các tải trọng tính toán bao gồm sự khuyếch đại mô men (MPa) (6.14.4.2) fc = ứng suất trong bản cánh chịu nén do tải trọng tính toán (MPa) (6.10.2.2) f c = cường độ chịu nén nhỏ nhất quy định của bê tông (Mpa) (6.9.5.1) fcf = ứng suất uốn đàn hồi trong bản cánh chịu nén do tải trọng thường xuyên không nhân với hệ số và hai lần tải trọng gây mỏi tính toán (MPa) (6.10.6.3) ff = ứng suất bản cánh đàn hồi gây ra do tải trọng tính toán (MPa) (6.10.10.2.2) ff = giá trị nhỏ hơn giữa cường độ chảy dẻo nhỏ nhất quy định và ứng suất do tải trọng tính toán ở trong mỗi bản cánh (MPa) (6.10.4.3.1c) ffr = ứng suất bản cánh phân bố lại (MPa) (6.10.10.2.2) fg = ứng suất dọc trục trên toàn mặt cắt mặt cầu(MPa) (6.10.4.3.3.2) fsr = biên độ ứng suất uốn trong cốt thép dọc ở trên trụ cầu (MPa) (6.10.7.4.3) fu = ứng suất bản cánh lớn nhất ở khoang trong đang xem xét do tải trọng tính toán (MPa) (6.10.7.3.3b) fv = ứng suất cắt xoắn lớn nhất trong bản cánh dầm hộp (MPa) (6.11.2.1.2a) fvg = ứng suất cắt trên toàn mặt cắt mặt cầu (MPa) (6.14.3.3.2) g = khoảng cách giữa các đường bu lông (mm) (6.8.3) (6.13.2.6.1c) H = chiều cao hữu hiệu của đường hàn (mm) (6.6.1.2.5) I = mô men quán tính của mặt cắt liên hợp ngắn hạn trong các khu vực chịu uốn dương hoặc mô men quán tính của mặt cắt liên hợp trong các khu vực chịu uốn âm (mm4) (6.10.7.4.1b) I  = mô men quán tính của sườn tăng cường dọc lấy đối với mép tiếp xúc với bản bản bụng hoặc bản cánh (mm4) (6.10.8.1.3) Is = mô men quán tính của sườn tăng cường dọc đối với trục song song với bản cánh dưới và ở đáy của sườn tăng cường; mô men quán tính sườn tăng cường sườn vòm (mm4) (6.11.2.1.3a) (6.14.4.2) It = mô men quán tính của sườn tăng cường ngang lấy đối với mép tiếp xúc với bản bản bụng cho các sườn tăng cường đơn, hoặc đối với giữa chiều dày của bản bản bụng cho các cặp sườn tăng cường (mm4) (6.10.8.1.3) Iy = mô men quán tính của mặt cắt thép đối với trục đứng trong mặt phẳng của bản bản bụng của nó; mô men quán tính đối với trục thẳng góc với trục chịu uốn (mm4) (6.10.2.1) (6.12.2.2.2) Iyc = mô men quán tính của bản cánh chịu nén đối với trục thẳng đứng trong mặt phẳng của bản bản bụng (mm4) (6.10.2.1) IM = mức gia tăng của hệ số động theo Điều 3.6.2 J = hằng số độ cứng chịu xoắn St. Venent (mm4) (6.10.4.2.6a) (6.11.1.2.2) K = hệ số chiều dài hiệu dụng trong mặt phẳng mất ổn định khi uốn dọc (6.9.3) Kh = hệ số kích thước lỗ đối với các liên kết bu lông (6.13.2.8) Ks = hệ số điều kiện bề mặt đối với các liên kết bu lông (6.13.2.8) KL/r = hệ số độ mảnh (6.9.3) k = hệ số uốn cắt; khoảng cách từ mặt phía ngoài của bản cánh đến chân mối hàn góc bản bản bụng của bộ phận được tăng cường; hệ số mất ổn định khi uốn dọc của tấm như quy định trong Bảng 6.9.4.2-1 (6.10.7.3.3a) (6.11.2.1.3a) (6.13.7.2) (6.9.4.2) L = chiều dài nhịp; chiều dài của cấu kiện (mm) Lb = chiều dài không giằng; khoảng cách đến điểm giằng thứ nhất kề bên mặt cắt yêu cầu chịu các xoay dẻo (mm) (6.10.4.1.7) (6.10.10.1.1d) Lc = chiều dài của neo chịu cắt hình chữ U; khoảng cách trống giữa các lỗ hoặc giữa lỗ và đầu của cấu kiện (mm) (6.10.7.4.4c) ( 6.13.2.9)
  9. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 9 Lcp = chiều dài của bản táp (mm) ( 6.10.9.1) Lp = độ dài giới hạn giằng ngang đối với khả năng chịu uốn bị khống chế bởi sự hình thành uốn dẻo (mm) (6.10.6.4.2.6a) Lr = độ dài giới hạn giằng ngang đối với khả năng chịu uốn bị khống chế bởi sự mất ổn định khi chịu xoắn ngang phi đàn hồi (mm) (6.10.6.4.2.6a) LE = hoạt tải LFD = thiết kế theo hệ số tải trọng LRFD = thiết kế theo hệ số tải trọng và hệ số sức kháng  = chiều dài cấu kiện không có giằng (mm) (6.8.4) Mc = mômen cột do tải trọng tính toán trong khung cứng (N.mm) (6.13.7.2) Mcp = mômen tính toán ở điểm đỡ phía trong xẩy ra đồng thời với sự uốn dương lớn nhất tại mặt cắt ngang đang nghiên cứu (N.mm) (6.10.4.2.2a) Mfb = mômen dọc tính toán tác dụng vào dầm ngang (N.mm) (6.14.3.4) Mf  = mômen dọc tính toán tác dụng lên bản mặt cầu do bản truyền các tải trọng bánh xe cho các dầm kề bên (N.mm) (6.14.3) Mft = mômen ngang tính toán tác dụng lên bản mặt cầu do bản truyền tải trọng bánh xe cho các sườn dọc kề bên (N.mm) (6.14.3.4) Mh = mômen tính toán ở khớp dẻo chịu các chuyển vị xoay dẻo cần thiết để tạo thành một cơ cấu ((N.mm) (6.10.11.1.1d) (6.10.10.1.2b) M  = mômen có giá trị thấp hơn do tải trọng tính toán ở một trong hai đầu của chiều dài không được giằng (N.mm) (6.10.4.1.7) Mmax = sức kháng uốn lớn nhất (N.mm) (6.10.11.2.4d) Mn = sức kháng uốn danh định (N.mm) (6.10.4) (6.10.4.2.3) Mnp = sức kháng uốn danh định ở điểm đỡ phía trong (N.mm) (6.10.4.2.2a) Mp = sức kháng mômen dẻo (N.mm) (6.10.5.1.3) (6.10.4.2.2a) Mpe = sức kháng mômen dẻo hiệu dụng (N.mm) (6.10.10.1.2b) Mps = sức kháng mômen dẻo của mặt cắt thép của cấu kiện được bọc bêtông (N.mm) (6.12.2.3.1) Mr = sức kháng uốn tính toán (N.mm) (6.10.4) (6.10.9.2.1) Mrb = sức kháng mômen tính toán của dầm ngang (N.mm) (6.14.3.4) Mrr = sức kháng mômen tính toán của sườn dọc (N.mm) (6.14.3.3.2) Mrt = sức kháng mômen tính toán của bản mặt cầu truyền các tải trọng bánh xe cho các sườn kề bên (N.mm) (6.14.3.4) Mrx, Mry = sức kháng uốn tính toán theo hương X và Y tương ứng (N.mm) (6.8.2.3) (6.9.2.2) Mu = mômen uốn tính toán, mômen khoang lớn nhất do các tải trọng tính toán (N.mm) (6.10.9.2.1) ( 6.7.6.2.1) (6.10.7.3.3a) Mur = mômen uốn cục bộ tính toán trong sườn dọc bản trực hướng (N.mm) (6.14.3.3.2) Mux, = các mômen uốn do các tải trọng tính toán trong hướng X hoặc y tương ứng Muy (N.mm) (6.8.2.3) (6.9.2.2) Mw = mômen ngang lớn nhất trong bản cánh dưới do tải trọng gió tính toán (N.mm) (6.10.3.7.4) My = sức kháng mômen chảy; mômen chảy khi sự chảy bản bụng không được xét đến (N.mm) (6.10.4.2-1) (6.10.4.3.1c) Myc = sức kháng mômen chảy của mặt cắt liên hợp của bộ phận được bọc bêtông (N.mm) (6.12.2.3.1) Myr = mômen kháng khi chảy khi sự chảy của bản bụng được tính đến (N.mm) (6.10.4.3.1c) N = số chu kỳ của biên độ ứng suất (6.6.1.2.5) NDT = thí nghiệm không phá hoại
  10. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 10 Ns = số các mặt phẳng cắt; số các mặt phẳng trượt mỗi bulông (6.13.2.7)(6.13.2.8) n = số chu kỳ cho một lượt xe tải qua; tỷ số môđun đàn hồi của thép đối với môđun đàn hồi của bêtông; số lượng các neo chịu cắt trong mặt cắt ngang hoặc số lượng các neo chịu cắt yêu cầu giữa mặt cắt của mômen dương lớn nhất và điểm kề của mômen 0,0 hoặc giữa trụ và điểm kề của mômen 0,0; số lượng các sườn tăng cường dọc; số lượng bulông (6.6.1.2.5) (6.9.5.1) (6.10.3.1.1b) (6.10.7.4.1b) (6.11.2.3a) nAc = số lượng các neo bổ xung thêm yêu cầu trong các vùng của các điểm uốn tĩnh tải đối với các mặt cắt không liên hợp trong các vùng uốn âm (6.10.7.4.3) Ph = lực ở trong bản cánh chịu nén ở điểm được giằng có giá trị mômen cao hơn do tải trọng tính toán (N) (6.10.4.2.5a) Pl = lực ở trong bản cánh chịu nén ở điểm được giằng có giá trị mômen thấp hơn do tải trọng tính toán (N) (6.10.4.2.5a) Pn = sức kháng danh định, sức kháng ép mặt danh định, sức kháng nén danh định (N) (6.8.7.2) (6.9.2.1) Pnu = sức kháng kéo danh định đối với sự đứt gãy ở trong mặt cắt thực (N) (6.8.2.1) Pny = sức kháng kéo danh định đối với sự chảy dẻo ở trong mặt cắt thô (N)(6.8.2.1) Pr = sức kháng kéo hoặc nén dọc trục tính toán; sức kháng ép mặt tính toán trên các bản có đinh; sức kháng kéo danh định của mặt cầu, có xét chiều rộng hiệu dụng của mặt cầu (N)(6.8.2.1) (6.8.2.3) (6.8.7.2) (6.9.2) (6.14.3.3.2) Pt = lực kéo bulông tối thiểu yêu cầu (N) (6.13.2.8) Pu = lực dọc trục tính toán tác dụng; lực kéo trực tiếp hoặc lực cắt mỗi bulông do tải trọng tính toán; lực ở trong sườn trực hướng (N) (6.9.2.2) (6.13.2.10.4) (6.8.2.3) (6.13.2.11) (6.14.3.3.2) p = khoảng cách đều của các neo chịu cắt dọc theo trục dọc (mm) (6.10.7.4.1b) Q = mômen thứ nhất của diện tích bản tính đổi ngắn hạn đối với trục trung hoà cả mặt cắt liên hợp ngắn hạn trong các vùng uốn dương, hoặc mômen thứ nhất của diện tích cốt thép dọc đối với trục trung hoà của mặt cắt liên hợp trong các vùng uốn âm (mm3) (6.10.7.4.1b) Qfl = tỷ số của khả năng chống oằn của bản cánh với cường độ chảy của bản cánh (6.10.4.2- 3) Qn = cường độ cắt danh định của một neo chịu cắt (N) (6.10.7.4.4) Qp = độ mảnh của bản cánh và bản bụng chịu nén để đạt tới sức kháng uốn M (6.10.4.2.3) Qr = các sức kháng tính toán của các neo chịu cắt (N) (6.10.7.4.4) Qu = lực kéo nhổ đầu của mỗi bulông do tải trọng tính toán (N) (6.13.2.10.4) R = sự xoay dẻo (MRADS); hệ số tương tác với cắt (6.10.10.2.4d) (6.10.7.3.3a) Rb.Rh = các hệ số giảm ứng suất bản cánh (6.10.4.3) Rn = sức kháng danh định của bulông liên kết hoặc vật liệu được liên kết (N) hoặc (MPa) ( 6.13.2.2) (6.13.2.9) (RPB)r = sức kháng ép của mặt chốt (N) (6.7.6.2.2) Rr = sức kháng tính toán của liên kết bulông hoặc hàn ở trạng thái giới hạn cường độ (N) hoặc (MPa) (6.13.2.2) (6.13.3.2) Rs = sức kháng cắt danh định của bulông trong cắt và kéo kết hợp (N) (6.13.2.11) r = bán kính hồi chuyển nhỏ nhất , bán kính hồi chuyểncủa nẹp tăng cường dọc đối với mép tiếp xúc bung (mm) (6.10.8.3.3) (GSA) rs = bán kính hồi chuyển của thép hình kết cấu, ống hoặc hệ ống đối với mặt phẳng uốn dọc (mm) (6.9.4.1) ( 6.9.5.1)
  11. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 11 rt = đối với mặt cắt liên hợp bán kính hồi chuyển của mặt cắt tính đổi gồm bản cánh chịu nén của mặt cắt thép cộng với một phần ba chiều cao của bản bụng chịu nén, đối với trục thẳng đứng. Đối với mặt cắt không liên hợp bán kính hồi chuyển của bản cánh chịu nén đối với trục thẳng đứng (mm) (6.10.4.2.5a) (6.10.4.1.9) ry = bán kính hồi chuyển nhỏ nhất của mặt cắt thép đối với trục thẳng đứng trong mặt phẳng của bản bụng ở giữa các điểm giằng (mm) (6.10.4.1.7) S = môđun mặt cắt đàn hồi của mặt cắt (mm3) (6.12.2.2.2) SXC = môdun mặt cắt cuả bản cánh chịu nén đối với trục chính nằm ngang của mặt cắt (mm3) (6.10.4.2.6a) s = bước của các lỗ; khoảng cách dọc của cốt thép ngang (mm) (6.8.3) (6.12.3.1) T = mômem xoắn trong do các tải trọng tính toán (N.mm) (6.11.2.1.2a) Tn = sức kháng kéo danh định của bulông (N) (6.12.2.10.2) (6.13.2.11) Tu = lực kéo mỗi bulông do tổ hợp tải trọng sử dụng (N) (6.13.2.11) t = chiều dày bản (mm); chiều dày ống (mm) ; chiều dày của bản bên ngoài mỏng hơn hoặc thép hình (mm) (6.7.6.2.2) (6.9.4.2) (6.13.2.6.2) tb = chiều dày bản cánh chịu nén; chiều dày của bản cánh truyền lực tập trung (mm) (6.10.7.4.4b) ( 6.13.7.2) tc = chiều dày của bản cánh của cấu kiện cần được tăng cường (mm) (6.13.7.2) tf = chiều dày bản cánh chịu nén (mm); Chiều dày bản cánh của neo chịu cắt U (mm) (6.10.4.1.3) (6.10.7.4.4c) tfb = chiều dày bản cánh dưới (mm) (6.10.3.5.1) th = chiều dày của nách bản bêtông ở trên bản cánh trên của dầm thép (mm) (6.10.A22b) tp = chiều dày của bản đặt tải phương ngang; Chiều dày của phân nhô ra của sườn tăng cường; Chiều dày của sườn tăng cường (mm) (6.6.1.2.5) (6.10.6.1.2) (6.11.3.2.1) ts = chiều dày của bản bêtông; Chiều dày của bản sườn tăng cường (mm) (6.10.4.2.2b) ( 6.10.8.3.2) tt = chiều dày của bản cánh chịu kéo của mặt cắt thép (mm) (6.10.7.4.4b) tw = chiều dày bản bụng của neo chịu cắt hình  (mm); Chiều dày bản bụng của neo chịu cắt hình U (mm) (6.12.3.2.1) (6.10.7.4.4c) U = hệ số chiết giảm đối với trễ trượt, (yếu trượt) (6.8.2.1) V = lực cắt phụ thêm đối với các bản khoan lỗ (N) (6.9.4.3.2) Vh = tổng lực cắt nằm ngang do các neo chống chịu cắt (N) (6.10.7.4.4b) Vn = sức kháng cắt danh định (N) (6.10.7.1) Vp = khả năng chịu cắt dẻo (N) (6.10.7.2) Vr = sức kháng cắt tính toán (N) (6.10.7.1) Vsr = biên độ lực cắt (N) (6.10.7.4.1b) Vu = lực cắt do tải trọng tính toán (N) (6.7.6.2.1)(6.10.8.1.4) Vui = lực cắt do các tải trọng tính toán trên một bung nghiêng (N) (6.11.2.2.1) Vcf = ứng suất cắt do hoạt tải (N); lực cắt trong bản bụng của mặt cắt đồng nhất với các nép tăng cường ngang và có hoặc không có các nẹp tăng cường dọc (N) (6.10.4.4) W = chiều rộng của bản cánh giữa các nẹp tăng cường dọc hoặc khoảng cách từ bản bản bụng đến nẹp tăng cường dọc gần nhất (mm) ; khoảng cách tim đến tim giữa các bản cánh của mặt cắt hộp (mm) (6.11.3.2.1) (6.11.1.1.1) Z = môđun dẻo của mặt cắt (mm3) (6.12.2.3.1) Zr = cường độ mỏi chống cắt của neo chịu cắt (N) (6.10.7.4.3) Y = hệ số tải trọng quy định trong Bảng 3.4.1.1 (6.6.1.2.2) ( f) = tác động lực, biên độ ứng suất hoạt tải do sự đi qua của tải trọng mỏi (MPa) (6.6.1.2.2)
  12. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 12 c ( f) n = sức chịu mỏi danh định đối với chi tiết loại C (Mpa) (6.6.1.2.5) ( f)n = sức chịu mỏi danh định (MPa) (6.6.1.2.2) (6.6.1.2.5) ( FTH) = ngưỡng mỏi biên độ không đổi (MPa) (6.6.1.2.5)  = hệ số mảnh của cột đã tiêu chuẩn hoá (6.9.5.1) (6.9.4.1) b = hệ số liên quan đến tỷ số b/t (6.10.4.3.2)  = góc nghiêng của bản bụng đối với mặt phẳng thẳng đứng (độ) (6.11.2.2.1) b = hệ số sức kháng đối với ép mặt (6.5.4.2) bb = hệ số sức kháng đối với các bulông ép mặt trên vật liệu (6.5.4.2) bc = hệ số sức kháng đối với cắt khối (6.5.4.2) c = hệ số sức kháng đối với nén (6.5.4.2) e1 = hệ số sức kháng đối với cắt trong kim loại hàn trong các đường hàn ngấu hoàn toàn trực giao với trục của đường hàn ngấu không hoàn toàn (6.5.4.2) e2 = hệ số sức kháng đối với kim loại hàn của các đường hàn ngấu không hoàn toàn (6.5.4.2) f = hệ số sức kháng đối với uốn (6.5.4.2) s = hệ số sức kháng đối với cắt trong các bulông (6.5.4.2) sc = hệ số sức kháng đối với các neo chịu cắt (6.5.4.2) t = hệ số sức kháng đối với kéo trong các bulông cường độ cao (6.5.4.2) u = hệ số sức kháng đối với đứt gãy của các cấu kiện chịu kéo (6.5.4.2) v = hệ số sức kháng đối với cắt (6.5.4.2) w = hệ số sức kháng đối với cắt trong các đường hàn (6.5.4.2) y = hệ số sức kháng đối với chảy của các cấu kiện chịu kéo (6.5.4.2) 6.4. vật liệu 6.4.1. Các loại thép kết cấu Các loại thép kết cấu phải tuân theo các yêu cầu, quy định trong Bảng 1 và thiết kế phải căn cứ trên các tính chất tối thiểu được nêu. Môđun đàn hồi và hệ số giãn nở nhiệt của tất cả các cấp của thép kết cấu phải giả định là 200.000 MPa và 11,7x10-6 mm/mm/ oC. Thép theo AASHTO M270M, cấp 250, (ASTM A709M, cấp 250) có thể được sử dụng với các chiều dày trên 100 mm cho các ứng dụng không phải là kết cấu hoặc các bộ phận của hệ gối tựa. Các thép hình kết cấu hợp kim tôi và ram và đường ống không hàn với cường độ kéo tối đa quy định không vượt quá 965 MPa đối với các thép hình kết cấu, hoặc 1000 MPa đối với đường ống không hàn, có thể được sử dụng, miễn là: Vật liệu đáp ứng tất cả các yêu cầu cơ - hóa khác của ASTM A709M, cấp 690 hoặc 690 W, và Thiết kế được căn cứ trên các đặc tính tối thiểu quy định đối với thép ASTM A709M, các cấp 690 và 690 W Đường ống kết cấu phải được hàn tạo hình nguội hoặc ống không hàn tuân theo ASTM A500, cấp B, hoặc hàn tạo hình nóng hoặc ống không hàn tuân theo ASTM A501. Các giới hạn chiều dày liên quan đến các thép hình cán và các nhóm phải tuân theo ASTM A6M (AASHTO M160).
  13. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 13 Bảng 6.4.1.1 - Các đặc tính cơ học tối thiểu của thép kết cấu theo hình dáng, cường độ và chiều dày Thép kết Thép hợp kim thấp Thép hợp Thép hợp kim tôi & Ký hiệu AASHTO cấu cường độ cao kim thấp ram, cường độ chảy tôi và ram dẻo cao M270M M270M M270M M270M M270M Cấp 250 Cấp 345 Cấp 345W Cấp 485W Các cấp 690/690 W Ký hiệu ASTM A 709M A 709M A 709M A 709M A 709M tương đương Cấp 250 Cấp 345 Cấp 345W Cấp 485W Các cấp 690/690 W Chiều dày của các Trên 65 bản, mm Tới 100 Tới 100 Tới 100 Tới 100 Tới 65 đến 100 Thép hình Tất cả Tất cả các Tất cả các Không Không Không các nhóm nhóm nhóm áp dụng áp dụng áp dụng Cường độ chịu kéo 400 450 485 620 760 690 nhỏ nhất, Fu, MPa Điểm chảy nhỏ nhất hoặc cường độ chảy 250 345 345 485 690 620 nhỏ nhất Fy, MPa 6.4.2. Chốt, con lăn và con lắc Thép cho các chốt, con lăn và con lắc phải tuân theo các yêu cầu của Bảng 1, Bảng 6.4.1.1 hoặc Điều 6.4.7. Các con lăn phải có đường kính không nhỏ hơn 100 mm. Bảng 6.4.2-1 - Các đặc tính cơ học tối thiểu của các chốt, các con lăn và các con lắc theo kích thước và cường độ Ký hiệu AASHTO M169 đường M102 đến M102 đến M102 đến M102 đến với các giới hạn kính 100mm đường kính đường kính đường kính đường kính kích thước hoặc nhỏ hơn 500 mm 500 mm 250 mm 500 mm Ký hiệu ASTM, A108 A668 A668 A668 A668 cấp hoặc hạng Các cấp 1016 Hạng C Hạng D Hạng F Hạng G đến 1030 Điểm chảy nhỏ 250 230 260 345 345 nhất Fy, MPa 6.4.3. Bulông, đai ốc và vòng đệm 6.4.3.1. Bulông Các bulông phải tuân theo một trong các tiêu chuẩn sau đây: Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các bulông và đinh tán thép cacbon, cường độ chịu kéo 420 MPa, ASTM A307 Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các bulông cường độ cao cho các liên kết thép kết cấu với cường độ kéo tối thiểu 830MPa đối với các đường kính từ 16mm tới 27mm và 725MPa đối với các đường kính từ 30mm tới 36mm, AASHTO M164M (ASTM A325M), hoặc
  14. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 14 Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các bulông cường độ cao, các hạng 10.9 và 10.9.3 cho các liên kết thép kết cấu, AASHTO M253M (ASTM A490M). Các bulông loại 1 nên sử dụng với các thép khác với thép có sử lý chống ăn mòn. Các bulông loại 3 tuân theo ASTM A325M hoặc ASTM A490M phải được sử dụng với các thép có sử lý chống ăn mòn. AASHTO M164 (ASTM A325M), loại 1, các bulông có thể hoặc tráng kẽm nhúng nóng phù hợp với AASHTO M232 (ASTM A153), Hạng C, hoặc tráng kẽm bằng cơ học phù hợp AASHTO M298 (ASTM B695), Hạng 345 (50). Các bulông tráng kẽm phải được thí nghiệm kéo sau khi tráng kẽm, như AASHTO M164 (ASTM A325M) yêu cầu. Các bulông AASHTO M253M (ASTM A490M) không được tráng kẽm. Các vòng đệm, đai ốc và bulông của bất cứ liên kết nào phải được tráng kẽm theo cùng phương pháp. Các đai ốc cần được phủ lên nhau tới số lượng tối thiểu yêu cầu đối với lắp ghép linh kiện liên kết, và phải được bôi trơn bằng dầu nhờn có màu sắc trông thấy được. 6.4.3.2. Đai ốc Trừ chú thích ở dưới, các đai ốc cho các bulông AASHTO M164M (ASTM A325M) phải tuân theo tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các đai ốc thép cácbon và hợp kim, AASHTO M291M (ASTM A563M), các cấp 12, 10S3, 8S, 8S3, 10 và 10S hoặc tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các đai ốc thép cácbon và hợp kim cho các bulông làm việc dưới áp suất cao và nhiệt độ cao, AASHTO M292M (ASTM A194M), các cấp 2 và 2H. Các đai ốc cho bulông của AASHTO M253M (ASTM A490M) phải tuân theo các yêu cầu của AASHTO M291M (ASTM A563M) các cấp 12 và 10S3 hoặc AASHTO M292M (ASTM A194M) cấp 2H. Các đai ốc để tráng kẽm phải được xử lý nhiệt, cấp 2H, 12 hoặc 10S3. Các quy định của Điều 6.4.3.1 phải được áp dụng. Các đai ốc phải có độ cứng tối thiểu là 89HRB. Các đai ốc để sử dụng theo AASHTO M164M (ASTM A325M), các bulông loại 3 phải là cấp C3 hoặc DH3. Các đai ốc để sử dụng theo AASHTO M253M (ASTM A490M), các bulông loại 3 phải là cấp DH3. 6.4.3.3. Vòng đệm Các vòng đệm phải tuân theo tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các vòng đệm thép tôi, ASTM F43 GM). Các quy định của Điều 6.4.3.1 phải được áp dụng cho các vòng đệm tráng kẽm. 6.4.3.4. Các linh kiện liên kết tùy chọn Các linh kiện liên kết khác hoặc các cụm linh kiện liên kết cho đến nay không được quy định có thể được sử dụng tùy theo sự chấp thuận của kỹ sư, miễn là chúng đáp ứng các điểm sau đây: Các vật liệu, các yêu cầu sản xuất và thành phần hóa học của AASHTO M164M (ASTM A325M) hoặc AASHTO M253M (ASTM A490M), Các yêu cầu đặc tính cơ học của cùng quy trình trong các thí nghiệm theo kích thước thực, và
  15. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 15 Đường kính thân và các khu vực ép tựa dưới đầu và đai ốc, hoặc bộ phận tương đương của chúng, không được nhỏ hơn các thông số quy định cho một bulông và đai ốc có cùng các kích thước danh định được mô tả trong các Điều 6.4.3.1 và 6.4.3.2. Các linh kiện liên kết để lựa chọn như thế có thể không giống các kích thước khác của bulông, đai ốc và vòng đệm quy định trong các Điều 6.4.3.1 đến 6.4.3.3. 6.4.3.5. Thiết bị chỉ báo tải trọng Các thiết bị chỉ báo tải trọng tuân theo các yêu cầu của Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các chỉ báo lực căng trực tiếp loại vòng đệm có thể ép được để sử dụng với các linh kiện liên kết kết cấu, ASTM F959M, có thể được sử dụng cùng với các bulông, đai ốc và vòng đệm. Các thiết bị chỉ báo lực căng trực tiếp khác có thể được sử dụng tùy theo sự chấp thuận của kỹ sư. 6.4.4. Đinh neo chịu cắt Các đinh neo chịu cắt phải được làm từ các thanh thép kéo nguội, các cấp 1015, 1018 hoặc 1020, khử một phần hoặc khử hoàn toàn ôxy, tuân theo AASHTO M169 (ASTM A108) - Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các thanh thép cácbon gia công nguội, chất lượng tiêu chuẩn, và phải có giới hạn chảy nhỏ nhất là 345 MPa và cường độ chịu kéo là 400MPa. Nếu sự nóng chảy dùng để giữ các mũ đinh thì thép dùng cho các mũ phải là cấp cácbon thấp phù hợp với hàn và phải tuân theo ASTM A109M - Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với thép, cácbon, thép lá cán nguội. 6.4.5. Kim loại hàn Kim loại hàn phải tuân theo các yêu cầu của Quy phạm Hàn cầu D1.5 ANSI/AASHTO/AWS. 6.4.6. Kim loại đúc 6.4.6.1. Thép đúc và gang dẻo Thép đúc phải tuân theo một trong các tiêu chuẩn sau đây: AASHTO M192M - Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với việc đúc thép cho cầu đường bộ, Hạng 485, trừ khi được quy định khác. AASHTO M103M (ASTM A27M) - Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với việc đúc thép cácbon cho ứng dụng chung, Cấp 485-250, trừ khi được quy định khác. AASHTO M163M (ASTM A743M) - Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với việc đúc hợp kim dựa vào gang pha crom chống ăn mòn, gang pha crom-niken cho ứng dụng chung, cấp CA15, trừ khi được quy định khác. Sản phẩm đúc bằng gang dẻo phải tuân theo Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với gang dẻo đúc, ASTM A536, cấp 414-276-18, trừ khi được quy định khác. 6.4.6.2. Các sản phẩm đúc có thể rèn được Các sản phẩm đúc có thể rèn được phải tuân theo ASTM A47M, Cấp 24118, - Quy trình đối với các sản phẩm gang ferit có thể rèn được. Cường độ chảy dẻo nhỏ nhất phải không thấp hơn 241MPa.
  16. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 16 6.4.6.3. Gang Các sản phẩm gang phải tuân theo AASHTO M105 (ASTM A48M), Hạng 30 - Quy trình đối với các sản phẩm đúc hợp kim xám. 6.4.7. Thép không gỉ Thép không gỉ phải tuân theo một trong các tiêu chuẩn sau đây: ASTM A176- “Tiêu chuẩn kỹ thuật” đối với thép tấm, thép lá và thép dải không gỉ và thép pha crôm chịu nhiệt ASTM A240M- “Tiêu chuẩn kỹ thuật” đối với thép tấm, thép lá và thép dải pha crôm chịu nhiệt và thép không gỉ, cho các bình chịu áp suất ASTM A276- “Tiêu chuẩn kỹ thuật” đối với thép thanh và thép hình chịu nhiệt và không gỉ, hoặc ASTM A666- “Tiêu chuẩn kỹ thuật” đối với thép lá, thép dải, thép tấm, thanh dẹt austenit không gỉ cho các áp dụng kết cấu. Thép không gỉ không tuân theo các Tiêu chuẩn liệt kê trên đây có thể được sử dụng miễn là thép đó tuân theo các yêu cầu cơ-hóa học của một trong các Tiêu chuẩn liệt kê trên đây, hoặc các Tiêu chuẩn khác đã ban hành. Các Tiêu chuẩn này quy định các tính chất và sự thích hợp, miễn là thép đó phải qua các phân tích, thí nghiệm và các kiểm tra khác ở cùng mức và theo cách mô tả của một trong các Tiêu chuẩn đã liệt kê. 6.4.8. Dây thép 6.4.8.1. Dây thép trơn Dây thép trơn phải tuân theo ASTM A510M - Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các yêu cầu chung cho các phôi để cán kéo dây và dây tròn thô, thép cácbon. 6.4.8.2. Dây thép tráng kẽm Dây thép tráng kẽm phải tuân theo ASTM A641M - Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với dây thép cácbon bọc kẽm (tráng kẽm). 6.4.8.3. Dây thép bọc êpoxy Dây thép bọc êpoxy phải tuân theo ASTM A99 - Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với dây thép bọc êpoxy. 6.4.8.4. Dây cáp cầu Dây cáp cầu phải tuân theo ASTM A586 - Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với dây cáp kết cấu sợi thép bọc kẽm song song và xoắn, hoặc ASTM A603 - Tiêu chuẩn đối với cáp thép kết cấu bọc kẽm. 6.5. các trạng thái giới hạn 6.5.1. Tổng quát Đặc tính kết cấu của các bộ phận được làm từ thép hoặc thép phối hợp với các vật liệu khác, phải được điều tra cho từng giai đoạn có thể trở nên nguy kịch trong khi thi công, bốc xếp, vận chuyển và lắp ráp, cũng như trong tuổi thọ phục vụ của kết cấu mà chúng là một phần.
  17. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 17 Các bộ phận kết cấu phải cân xứng để thỏa mãn các yêu cầu về các trạng thái giới hạn cường độ, đặc biệt, sử dụng và mỏi. 6.5.2. Trạng thái giới hạn sử dụng Phải áp dụng các quy định của các Điều 2.5.2.6 và 6.10.5 khi có thể áp dụng được. Các kết cấu thép phải thỏa mãn các yêu cầu đối với tổ hợp tải trọng sử dụng trong Bảng 3.4.1-1 lưu ý Ghi chú 6. 6.5.3. Trạng thái giới hạn mỏi và phá hoại Các bộ phận cấu thành và các chi tiết phải được điều tra về mỏi như quy định trong Điều 6.10.6 Phải áp dụng tổ hợp tải trọng mỏi, quy định trong Bảng 3.4.1-1 và hoạt tải mỏi quy định trong Điều 3.6.1.4. Các bản bụng của dầm bản phải thỏa mãn các quy định của Điều 6.10.6. Phải áp dụng các điều khoản đối với mỏi trong các neo chịu cắt trong các Điều 6.10.7.4.2 và 6.10.7.4.3 khi có thể áp dụng được. Các bulông chịu mỏi do kéo phải thỏa mãn các quy định của Điều 6.13.2.10.3. Các yêu cầu độ bền chống đứt gãy phải phù hợp với Điều 6.6.2. 6.5.4. Trạng thái giới hạn cường độ 6.5.4.1. Tổng quát Cường độ và độ ổn định phải được xem xét bằng sử dụng các tổ hợp tải trọng cường độ quy định trong Bảng 3.4.1-1. 6.5.4.2. Hệ số sức kháng Các hệ số sức kháng, , đối với trạng thái giới hạn cường độ phải lấy như sau: Đối với uốn f = 1,00 Đối với cắt v = 1,00 Đối với nén dọc trục, chỉ cho thép c = 0,90 Đối với nén dọc trục, liên hợp c = 0,90 Đối với kéo, đứt trong mặt cắt thực u = 0,80 Đối với kéo, chảy trong mặt cắt nguyên y = 0,95 Đối với ép mặt tựa trên các chốt, các lỗ doa, khoan hoặc bắt bulông và các bề mặt cán b = 1,00 Đối với các bulông ép mặt trên vật liệu bb = 0,80 Đối với các neo chịu cắt sc = 0,85 Đối với các bulông A325M và A490M chịu kéo t = 0,80 Đối với các bulông A307 chịu kéo t = 0,80 Đối với các bulông chịu cắt s = 0,65 Đối với các bulông A325M và A490M chịu cắt s = 0,80
  18. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 18 Đối với cắt khối bs= 0,80 Đối với kim loại hàn trong các đường hàn ngấu hoàn toàn: + cắt trên diện tích hữu hiệu e1= 0,85 + kéo hoặc nén trực giao với diện tích hữu hiệu = kim loại nền + kéo hoặc nén song song với trục của đường hàn = kim loại nền Đối với kim loại hàn trong các đường hàn ngấu cục bộ: + cắt song song với trục của đường hàn e2 = 0,80 + kéo hoặc nén song song với trục của đường hàn = kim loại nền + nén trực giao với diện tích hữu hiệu = kim loại nền + kéo trực giao với diện tích hữu hiệu e1= 0,80 Đối với kim loại hàn trong các mối hàn: + kéo hoặc nén song song với trục của đường hàn = kim loại nền + cắt trong chiều cao tính toán của kim loại hàn e2 = 0,80 Đối với sức kháng trong khi đóng cọc e1 = 1,00 6.5.5. Trạng thái giới hạn đặc biệt Phải nghiên cứu tất cả các tổ hợp tải trọng đặc biệt có thể áp dụng ghi trong Bảng 3.4.1-1. Tất cả các hệ số sức kháng đối với trạng thái giới hạn đặc biệt, trừ đối với các bulông, đều phải lấy bằng 1,0 Các mối liên kết bằng bulông không được bảo vệ bằng thiết kế theo khả năng hoặc theo trạng thái chảy kết cấu có thể được giả định làm việc như các liên kết loại ma sát ở trạng thái giới hạn đặc biệt và phải dùng các giá trị của các hệ số sức kháng đối với các bulông nói trong Điều 6.5.4.2. 6.6. các xem xét về mỏi và đứt gãy 6.6.1. Mỏi 6.6.1.1. Tổng quát Độ mỏi phải được phân loại hoặc do tải trọng gây ra hoặc do cong vênh gây ra mỏi. 6.6.1.2. Mỏi do Tải trọng gây ra 6.6.1.2.1. áp dụng Tác dụng lực xem xét để thiết kế mỏi của chi tiết cầu thép phải là biên độ ứng suất của hoạt tải. Các ứng suất dư không được xét đến trong nghiên cứu mỏi. Các quy định này chỉ áp dụng cho các chi tiết chịu ứng suất kéo thực. Trong các vùng mà các tải trọng thường xuyên không được nhân với hệ số, gây ra lực nén, thì độ mỏi chỉ được xét nếu như ứng suất nén này nhỏ hơn hai lần ứng suất hoạt tải kéo lớn nhất gây ra từ tổ hợp tải trọng mỏi quy định trong Bảng 3.4.1-1.
  19. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 19 6.6.1.2.2. Các tiêu chí thiết kế Đối với các nghiên cứu độ mỏi do tải trọng gây ra, mỗi chi tiết phải thỏa mãn: Y( f) ( F)n (6.6.1.2.2-1) trong đó: Y = hệ số tải trọng quy định trong Bảng 3.4.1-1 đối với tổ hợp tải trọng mỏi ( f) = tác dụng lực, phạm vi ứng suất hoạt tải do sự đi qua của tải trọng mỏi như quy định trong Điều 3.6.1.4 (MPa) ( F)n = sức chịu mỏi danh định như quy định trong Điều 6.6.1.2.5 (MPa) 6.6.1.2.3. Phân loại các chi tiết Các bộ phận và các chi tiết với sức chịu mỏi nhỏ hơn hoặc bằng chi tiết loại C phải được thiết kế để thỏa mãn các yêu cầu của các loại chi tiết tương ứng; như tóm tắt trong các Bảng 1 và 2, và được cho trong Hình 1.
  20. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 20 Bảng 6.6.1.2.3-1 - Các loại chi tiết đối với tải trọng gây ra mỏi Loại Thí dụ minh Điều kiện Trạng thái chi họa, xem hình chung tiết 6.6.1.2.3-1 Kim loại cơ bản: Với các bề mặt cán và làm sạch. Các mép cắt bằng 1,2 lửa với ANSI/AASHTO/AWS D1.5 (Bản cánh 3.2.2), A độ nhẵn 0,025mm hoặc thấp hơn Các cấu kiện thường Thép có xử lý chống ăn mòn không sơn, tất cả các cấp được thiết kế và cấu tạo theo đúng với FHWA B (1990) E ở mặt cắt thực của các đầu của thanh có tai treo và các bản chốt. Kim loại cơ bản và kim loại hàn trong các bộ phận, B 3,4,5,7 không có các gắn kết phụ, được liên kết bằng: Các đường hàn rãnh liên tục ngấu hoàn toàn với các B thanh đệm lót lấy đi, hoặc Các đường hàn liên tục song song với phương của B’ Kết cấu tổ ứng suất hợp Các đường hàn rãnh liên tục ngấu hoàn toàn với các thanh đệm lót để lại, hoặc B’ Các đường hàn rãnh liên tục ngấu không hoàn toàn B song song với phương của ứng suất Kim loại cơ bản ở các đầu của các bản phủ trên một phần chiều dài: Với các liên kết ở đầu bằng bulông trượt tới hạn 22 Hẹp hơn bản cánh, với có hoặc không có các mối hàn 7 đầu, hoặc rộng hơn bản cánh với các mối hàn đầu + Chiều dày bản cánh 20mm E + Chiều dày bản cánh > 20mm E’ Rộng hơn bản cánh không có các mối hàn đầu. E’
  21. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 21 Loại Thí dụ minh Điều kiện Trạng thái chi họa, xem hình chung tiết 6.6.1.2.3.1 Kim loại cơ bản và kim loại hàn ở các mối nối đối đầu hàn rãnh ngấu hoàn toàn: B 8,10 Của các bản có mặt cắt ngang tương tự với các B 13 mối hàn được làm phẳng đến bản thép nền Với các chuyển tiếp bán kính 600mm về chiều Các liên kết nối rộng với các mối hàn được làm phẳng đến bản đối đầu đường nền hàn rãnh có độ 11,12 lành lặn mối Với các chuyển tiếp về chiều rộng hoặc chiều dày hàn được kiểm với các mối hàn phẳng đến bản nền để tạo các độ soát bằng thí dốc không dốc hơn 1,0 đến 2,5 B’ nghiệm không + Các cấp kim loại cơ bản 690/690W B phá hoại NDT + Các cấp kim loại cơ bản khác và tất cả được mài theo C 8,10,11,12 phương của các Với có hoặc không có các chuyển tiếp có các độ ứng suất dốc không lớn hơn 1,0 đến 2,5, khi cốt thép hàn không được lấy đi Kim loại cơ bản ở các chi tiết được liên kết bằng các đường hàn rãnh ngấu hoàn toàn hay không hoàn toàn: Khi chiều dài chi tiết theo phương của ứng suất tác dụng: C 6,15 + Nhỏ hơn 50 mm D 15 + Giữa 50 mm và 12 lần chiều dày của chi tiết, nhưng nhỏ hơn 100 mm + Lớn hơn hoặc 12 lần chiều dày của chi tiết, Các chi tiết gắn hoặc 100 mm kết phụ hàn - chiều dày chi tiết bán kính chuyển tiếp 150 mm D + 150mm>bán kính chuyển tiếp 50 mm E + Bán kính chuyển tiếp < 50 mm Với bán kính chuyển tiếp với các mối hàn đầu E 16 không nhẵn đến bản nền
  22. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 Thí dụ Điều kiện chung Trạng thái Chi tiết minh họa, xem hình 6.6.1.2.3.1 Kim loại cơ bản ở các chi tiết được liên kết bằng 16 các đường hàn rãnh ngấu hoàn toàn với bán kính chuyển tiếp: Với chiều dày bản bằng nhau và cốt hàn lấy đi: + Bán kính chuyển tiếp 600 mm B + 600 mm> bán kính chuyển tiếp 150 mm C + 150 mm> bán kính chuyển tiếp 50 mm D Các chi tiết gắn kết + Bán kính chuyển tiếp Bán kính chuyểntiếp 50 mm E NDT và tất cả được + bán kính chuyển tiếp < 50 mm mài ngang theo Với chiều dày bản bằng nhau và cốt hàn không hướng ứng suất lấy đi: + bán kính chuyển tiếp 50 mm D + bán kính chuyểntiếp < 50 mm E Đối với mọi bán kính chuyển tiếp với chiều dày bản không bằng nhau và cốt hàn không lấy đi E Kim loại cơ bản: ở các chi tiết khác với các liên kết của gờ tăng Nhỏ hơn C 14 Các liên kết hàn góc cừơng ngang cho bản cánh hoặc của gờ tăng hoặc với đường hàn trực cường ngang cho bản bản bụng P/trình giao với phương của 6.6.1.2.5-3 ứng suất ở chân của các mối hàn của gờ tăng cường ngang cho bản cánh và gờ tăng cường ngang 6 cho bản bản bụng C' Các liên kết hàn góc với đường hàn trực giao và/hoặc song ứng suất cắt trên chiều cao mối hàn E 9 song với phương của ứng suất
  23. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 23 Thí dụ minh Điều kiện chung Trạng thái Chi tiết họa, xem hình 6.6.1.2.3.1 Kim loại cơ bản ở các chi tiết được liên kết bằng các đường hàn góc: Khi chiều dài của chi tiết trong phương của ứng suất là: + nhỏ hơn 50 mm hoặc các neo chống cắt loại C 15, 17, 18, 20 đinh neo giữa 50 mm và 12 lần chiều dày chi tiết, D 15,17 Các chi tiết gắn kết nhưng nhỏ hơn 100 mm phụ hàn bằng đường lớn hơn hoặc 12 lần chiều dày chi tiết hoặc hàn góc, đặt tải theo 7,9,15,17 100 mm chiều dọc - chiều dày chi tiết < 25mm E - chiều dày chi tiết 25mm E/ Với bán kính chuyển tiếp với các mối hàn đầu nhẵn đến bản nền, không kể tới chiều dài của chi tiết. + bán kính chuyển tiếp 50mm D 16 + bán kính chuyển tiếp < 50mm E Với bán kính chuyển tiếp với các mối hàn đầu E 16 không nhẵn đến bản nền. Các chi tiết gắn kết Kim loại cơ bản ở các chi tiết được liên kết bằng 16 phụ hàn bằng đường các đường hàn góc: hàn góc, đặt tải theo chiều ngang, với các Với bán kính chuyển tiếp với các mối hàn đầu đường hàn song nhẵn đến bản mềm: song với phương của ứng suất chính bán kính chuyển tiếp 50 mm D bán kính chuyển tiếp < 50 mm E Với mọi bán kính chuyển tiếp với các mối hàn E đầu không nhẵn đến bản nền Kim loại cơ bản 21 ở mặt cắt nguyên của các liên kết ma sát B bằng bulông cường độ cao, trừ các mối nối đặt tải Các liên kết được trọng theo trục trong đó sự uốn ngoài mặt phẳng gắn chặt bằng cơ khí được gây ra trong các vật liệu liên kết ở mặt cắt thực của các liên kết không ma sát B có bulông cường độ cao ở mặt cắt thực của các liên kết tán đinh D
  24. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 24 Loại chi Thí dụ minh tiết họa, xem Điều kiện chung Trạng thái hình 6.6.1.2.3-1 Kim loại cơ bản ở mặt cắt thực của đầu thanh có E 23,24 tai treo hoặc bản chốt Thanh có tai treo Kim loại cơ bản trong thân thanh có tai treo, hoặc hoặc các bản chốt thông qua mặt cắt thô của bản chốt với: Các mặt cán hoặc nhẵn A 23,24 Các cạnh cắt bằng lửa B 23,24
  25. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 25 Hình 6.6.1.2.3-1 - Các thí dụ minh hoạ Bán kính 600 mm Đường hàn rãnh hoặc hàn góc Điều kiện hàn Loại Chiều dày không bằng nhau-Cốt hàn để tại E chỗ Chiều dày không bằng nhau-Cốt hàn lấy đi D Loại C Chiều dày bằng nhau-Cốt hàn để tại chỗ C Gút xé vách ngăn Chiều dày bằng nhau-Cốt hàn lấy đi B * Đối với tải trọng ngang-kiểm tra bán kính chuyển tiếp về loại Đầu vuông vuốt thon thấp hơn có khả năng hoặc rộng hơn cánh Loại B Loại E/ * R Loại Hàn Hàn góc rãnh R >610 D B 610 >R >150 D C 150 > R > 50 D D 50 > R E E Loại B Loại B Loại E* cũng áp dụng cho tải trọng ngang Đầu của đường hàn (chỗ cho một bulông) Loại B Loại E* Loại Figure (trong kim loại hàn) trong kim loại cơ bản) Lọại E* (trong kim loại cơ bản Diện tích mặt cắt thực * ở đầu của đưòng hàn không có chiều dài Diện tích mặt cắt thực
  26. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 26 Bảng 6.6.1.2.3-2 - Các loại chi tiết đối với tải trọng gây ra mỏi của các mặt cầu trực hướng Thí dụ minh hoạ Chi tiết Mô tả điều kiện Loại chi tiết Mối nối đối đầu Hàn nối đối đầu rãnh bản mặt cầu được đơn trên tấm lót cố hàn ngang định. Các đường hàn của tấm lót phải hàn liên tục Mối nối đối đầu Trong các mối nối đối bản mặt cầu được đầu không đối xứng, các bắt bu lông ngang tác dụng của độ lệch tâm phải được xét trong tính toán ứng suất Các mối nối đối Các mối hàn rãnh kép. đầu của sường Chiều cao của độ lồi hàn được hàn không được vượt quá 20% của chiều rộng đường hàn. Phải sử dụng các dải hàn chảy và sau đó lấy đi, các mép bản được làm cho phẳng đến tận bản nền ở phương của ứng suất Mối nối đối Hàn nối đối đầu rãnh đầu của sườn đơn với tấm lót cố định. được hàn Các mối hàn góc của tấm lót phải hàn liên tục Mối nối đối đầu của sườn Hàn nối đối đầu rãnh được hàn đơn không có tấm lót không có tấm lót
  27. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 27 Bảng 6.6.1.2.3-2 (tiếp theo) Mô tả điều kiện Loại chi tiết Thí dụ minh hoạ Chi tiết Giao cắt sườn với ứng suất trục trong dầm sàn tường sườn ở đầu thấp hơn cuả mối hàn sườn vào dầm sàn Liên kết bản mặt ứng suất bản mặt cầu cầu với dầm sàn song song với dầm sàn ở chỗ nối mặt cầu với dầm sàn Bản bụng của ứng suất thẳng đứng dầm sàn ở nơi trong bản bụng dầm cắt ra sàn ở chỗ cắt ra của dầm sàn tại chân của sườn. f = ứng suất trong bụng dầm sàn do mô men uốn VHh (MPa) trong đó: VH=V(LL+1) (a+e) Q/I (N) và I,Q là các tính chất của mặt cắt ngang của dầm sàn ở Mặt cắt 1-1
  28. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 28 6.6.1.2.4. Các chi tiết sử dụng hạn chế Không được sử dụng các đường hàn rãnh ngấu không hoàn toàn chịu tải trọng theo chiều ngang thì không được phép sử dụng trừ khi được cho phép ở Điều 9.8.3.7.2. Không được sử dụng các bản liên kết vào các bề mặt bản cánh dầm chỉ bằng các đường hàn góc ngang. 6.6.1.2.5. Sức kháng mỏi Trừ trường hợp quy định dưới đây, sức kháng mỏi danh định phải được lấy như sau: 1 A 3 1 ( F)n = ( F)TH (6.6.1.2.5-1) N 2 với: N = (365) (100) n (ADTT)SL (6.6.1.2.5-2) trong đó: A = hằng số lấy từ Bảng 1 (MPa3) n = số các chu kỳ phạm vi ứng suất đối với mỗi lượt chạy qua của xe tải, lấy từ Bảng2 (ADTT)SL = ADTT một làn xe chạy như quy định trong Điều 3.6.1.4 ( F)TH = ngưỡng mỏi biên độ không đổi, lấy từ Bảng 3 (MPa) Phạm vi sức kháng mỏi danh định đối với kim loại cơ bản ở các chi tiết liên kết bằng các đường hàn c góc chịu tải trọng ngang, nơi mà bản không liên tục bị chịu tải, phải được lấy nhỏ hơn ( F) n và: H 0,094 1,23 c t p ( F)n = DF (6.6.1.2.5-3) n 1/6 t p trong đó: c F n = sức kháng mỏi danh định đối với chi tiết loại C (MPa) H = chiều cao hiệu dụng của đường hàn góc (mm) tp = chiều dày của bản chịu tải (mm).
  29. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 29 Bảng 6.6.1.2.5-1 - Hằng số loại chi tiết, A Loại chi tiết Hằng số A nhân 1011 (MPa3) A 82,0 B 39,3 B' 20,0 C 14,4 C' 14,4 D 7,21 E 3,61 E' 1,28 Bulông M164 M (A325M) chịu kéo 5,61 dọc trục Bulông M253 M 10,3 (A490M) chịu kéo dọc trục Bảng 6.6.1.2.5-2 - Các chu kỳ đối với mỗi lượt xe tải chạy qua, n Các cấu kiện Chiều dài nhịp dọc > 12000 mm 12000 mm Các dầm nhịp giản đơn 1,0 2,0 Các dầm liên tục 1) Gần gối tựa ở phía trong 1,5 2,0 2) ở nơi khác 1,0 2,0 Các dầm hẫng 5,0 Các giàn 1,0 Khoảng cách Các cấu kiện ngang > 6000 mm 6000 mm 1,0 2,0
  30. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 30 Bảng 6.6.1.2.5-3 - Giới hạn mỏi - biên độ không đổi Loại chi tiết Giới hạn (MPa) A 165 B 110 B' 82,7 C 69,0 C' 82,7 D 48,3 E 31,0 E' 17,9 Bulông M164M (A325M) 214 chịu kéo dọc trục Bulông M253M (A490M) 262 chịu kéo dọc trục 6.6.1.3. Mỏi do xoắn vặn gây ra (hoặc “vặn méo”) Các đường truyền tải phải đảm bảo đủ để truyền tất cả các lực đã dự kiến và không được dự kiến phải được bố trí bằng cách liên kết tất cả các bộ phận ngang vào các thành phần thích hợp. Các thành phần này bao gồm các mặt cắt ngang của bộ phận dọc. Các đường truyền tải phải được bố trí bằng cách liên kết các thành phần khác nhau thông qua hàn nối hoặc bắt bulông. Để kiểm tra sự oằn và uốn đàn hồi của bản bụng, phải thỏa mãn quy định của Điều 6.10.6. 6.6.1.3.1. Các bản liên kết ngang Các bản liên kết phải được hàn hoặc bắt bulông vào cả các bản cánh chịu nén và chịu kéo của mặt cắt ngang mà ở đó: Các vách ngăn hoặc các khung ngang liên kết được gắn nối vào các bản liên kết ngang, hoặc các gờ tăng cường ngang thực hiện chức năng như các bản liên kết Các vách ngăn ở trong hoặc ở ngoài hoặc các khung ngang được gắn nối vào các bản liên kết ngang, hoặc các gờ tăng cường ngang thực hiện chức năng như các bản liên kết, và Các dầm sàn được gắn nối vào các bản liên kết ngang, hoặc các gờ tăng cường ngang thực hiện chức năng như các bản nối. Khi không có nhiều thông tin hơn cần thiết kế liên kết bằng hàn hoặc bằng bulông để chịu được tải trọng nằm ngang 90.000N đối với các cầu thẳng, không chéo. 6.6.1.3.2. Bản liên kết ngang Gắn nối các bản liên kết nằm ngang vào các bản cánh là không thực tế, vậy các bản liên kết nằm ngang trên các bản bụng có gờ tăng cường cần được đặt ở một khoảng cách thẳng đứng không nhỏ hơn một nửa chiều rộng của bản cánh ở trên hoặc ở dưới bản cánh. Các bản liên kết nằm ngang gắn nối vào các bản bụng không có gờ tăng cường cần được đặt ít nhất là 150 mm ở trên hoặc ở dưới bản cánh, nhưng không nhỏ hơn một nửa chiều rộng của bản cánh như quy định ở trên. Các đầu của các bộ phận liên kết nằm ngang trên bản liên kết nằm ngang phải được giữ ở khoảng cách tối thiểu là 100 mm kể từ bản bụng và bất kỳ gờ tăng cường ngang nào.
  31. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 31 ở những nơi có gờ tăng cường, thì các bản liên kết nằm ngang phải được định tâm trên gờ tăng cường, dù bản này có ở cùng phía với gờ tăng cường trên bản bụng hay không. ở chỗ nào bản liên kết nằm ngang ở cùng phía với gờ tăng cường, thì bản đó phải được gắn nối vào gờ tăng cường. Thanh tăng cường ngang ở vị trí nào phải được liên tục từ bản cánh chịu nén đến bản cánh chịu kéo và phải được gắn nối vào cả hai bản cánh. 6.6.1.3.3. Mặt cầu trực hướng Lập bản vẽ chi tiết phải thỏa mãn tất cả các yêu cầu của Điều 9.8.3.7 6.6.2. Phá hoại Tất cả các bộ phận chính và các liên kết chịu các tác dụng lực kéo do tổ hợp tải trọng theo cường độ I, như quy định trong Bảng 3.4.1-1, và các bộ phận khác yêu cầu độ dai chống đứt gãy của rãnh chữ V Charpy, phải được chỉ định rõ trên các bản vẽ hợp đồng. Vùng nhiệt độ thích hợp phải được xác định từ nhiệt độ nhỏ nhất có thể sử dụng được, như quy định trong Bảng 1, và phải được chỉ định rõ trong các tài liệu hợp đồng. Các yêu cầu độ bền chống đứt gãy phải theo đúng với Bảng 2 đối với vùng nhiệt độ thích hợp. Cường độ chảy phải lấy theo giá trị ghi trong Báo cáo thử nghiệm của Nhà máy chứng nhận. Nếu cường độ chảy của M270M AASHTO, các cấp 345/345W (ASTM A709M, cấp 345/345W) vượt quá 450MPa thì nhiệt độ thử phải giảm đi 8oC đối với mỗi lượng gia tăng 70MPa trên 450 MPa. Nếu cường độ chảy của M270M AASHTO, cấp 485/485W (ASTM A709M, cấp 485W) vượt quá 585 MPa, thì nhiệt độ thử phải giảm đi 8oC đối với mỗi lượng gia tăng 70 MPa trên 585 MPa. M270M AASHTO, các cấp 690/690W (ASTM A709W, các cấp 690/690W) phải đáp ứng các yêu cầu của Vùng 2 xem như là tối thiểu. Kỹ sư phải có trách nhiệm xác định, nếu có, bộ phận nào là bộ phận nguy kịch về đứt gãy FCM. Vị trí của tất cả các FCM phải được mô tả rõ ràng trên các bản vẽ hợp đồng. Vật liệu cho các bộ phận nguy kịch về đứt gãy hoặc các thành phần được chỉ định là FCM, phải được thử nghiệm phù hợp với T243M AASHTO (ASTM A673M), tần số P. Chỉ riêng đối với Vùng 3, các thử nghiệm phải được thực hiện trên mỗi đầu của mỗi bản thép đã cán. Vật liệu cho các bộ phận không được chỉ định là nguy kịch về đứt gãy phải được thử nghiệm phù hợp với T243M AASHTO (ASTM A673), tần số H. Mọi chi tiết phụ có chiều dài theo phương của ứng suất kéo lớn hơn 100 mm mà được hàn vào khu vực chịu kéo của một bộ phận thuộc FCM phải được xem là một phần của bộ phận chịu kéo đó và nó phải được xem như là nguy kịch về đứt gãy. Bảng 6.6.2-1 - Tên vùng nhiệt độ đối với các yêu cầu của rãnh chữ V Charpy Nhiệt độ dùng Vùng nhiệt độ nhỏ nhất -18oC và trên 1 -19oC đến -34oC 2 -35oC đến -51oC 3
  32. Tiêu chuẩnthiết kếcầu Bảng 6.6.2-2- Các yêu cầu của độ bền chống đứt gãy Vùng giới hạn đứt gãy Vùng không đứt gãy Hàn hoặc cơ gia Loại độ dày Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 1 Vùng 2 Vùng 2 công cơ khí (y.p./y.s.) (mm) ( n-m @oC) o ( n-m @oC) ( n-m @oC) ( n-m @oC) (( n- n- mM @@oC)C) ( n- m @oC) Hàn Hàn Hàn Hàn Không cho phép gia công cơ khí gia công cơ khí gia công cơ khí gia công cơ khí 32
  33. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 33 6.7. Các yêu cầu về kích thước chung và chi tiết 6.7.1. Chiều dài hiệu dụng của nhịp Các chiều dài nhịp phải được lấy bằng khoảng cách giữa các tim của các gối hoặc các điểm khác của trụ tựa. 6.7.2. Độ vồng tĩnh tải Các cầu thép nên làm vồng ngược trong khi chế tạo để bù lại độ võng tĩnh tải và trắc dọc tuyến. Có thể dùng cách thay đổi chọn lựa chiều dài của bộ phận, khi thích hợp, trong các hệ giàn, vòm và dây văng để: Điều chỉnh độ võng tĩnh tải cho phù hợp với vị trí hình học cuối cùng, Giảm hoặc loại trừ việc làm ngắn sườn, và Điều chỉnh biểu đồ mômen tĩnh tải trong các cầu siêu tĩnh. 6.7.3. Chiều dày nhỏ nhất của thép Thép kết cấu, bao gồm giằng liên kết, càc khung ngang và tất cả các loại bản tiết điểm, loại trừ đối với các bản bụng bằng thép hình cán, các sườn mặt cắt kín trong các mặt cầu trực hướng, các con đệm và trong các lan can tay vịn, đều phải làm bằng thép có chiều dày không nhỏ hơn 8 mm. Chiều dày bản bản bụng của các dầm thép cán hoặc thép hình U và của các sườn mặt cắt kín trong các mặt cầu trực hướng không được nhỏ hơn 7,0 mm. ở nơi nào kim loại dự kiến bị phô ra chịu các ảnh hưởng ăn mòn nghiêm trọng, thì phải được bảo vệ đặc biệt chống ăn mòn, hoặc chiều dày của kim loại bị hy sinh phải được quy định. 6.7.4. Vách ngăn và khung ngang 6.7.4.1. Tổng quát Các vách ngăn hoặc các khung ngang có thể được đặt ở đầu của kết cấu nhịp, qua các gối tựa bên trong, và cách quãng dọc theo nhịp. Sự cần thiết về các vách ngăn hoặc các khung ngang phải được nghiên cứu cho tất cả các giai đoạn của các phương pháp thi công giả định và điều kiện cuối cùng. Việc nghiên cứu này cần bao gồm, nhưng không bị giới hạn ở các nội dung sau đây: Truyền các tải trọng gió nằm ngang từ đáy dầm tới mặt cầu và từ mặt cầu xuống tới các gối, Sự ổn định của bản cánh dưới đối với tất cả các tải trọng khi là chịu nén, Sự ổn định của các bản cánh trên trong chịu nén trước khi xử lý mặt cầu, và Sự phân bố các hoạt tải và tĩnh tải thẳng đứng tác dụng lên kết cấu nhịp cầu. Các vách ngăn hoặc các khung ngang yêu cầu về các điều kiện khác với điều kiện cuối cùng có thể được định rõ là phải dùng giằng liên kết tạm.
  34. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 34 Nếu các vách ngăn hoặc các khung ngang cố định được bao gồm trong mô hình kết cấu sử dụng để xác định các tác dụng lực, thì chúng phải được thiết kế cho tất cả các trạng thái giới hạn có thể áp dụng được đối với các tác dụng lực tính toán. Các vách ngăn và các khung ngang phải được thiết kế như là điều kiện tối thiểu, để truyền các tải trọng gió theo các quy định của Điều 4.6.2.7, và phải đáp ứng tất cả các yêu cầu của độ mảnh có thể áp dụng được ở trong hoặc Điều 6.8.4 hoặc Điều 6.9.3. Các bản liên kết đối với các vách ngang và các khung ngang phải thỏa mãn các yêu cầu quy định trong Điều 6.6.1.3.1. ở đầu của nhịp cầu và các điểm trung gian là nơi mà sự liên tục của bản bị gián đoạn, các mép của bản phải được đỡ bởi các vách ngăn hoặc các kết cấu thích hợp khác như chỉ định trong Điều 9.4.4. 6.7.4.2. Dầm thẳng có mặt cắt I Các vách ngang hoặc các khung ngang cho các dầm thép cán phải cao ít nhất bằng nửa chiều cao của dầm. Các vách ngăn hoặc các khung ngang cho các dầm bản phải càng cao càng tốt. Các vách ngang hoặc các khung ngang ở đầu phải cân xứng để truyền tất cả các lực nằm ngang tới các gối cầu. Nếu khung ngang hoặc vách ngang ở đầu là chéo thì thành phần dọc của lực do bộ phận chéo truyền tới phải được xem xét. Khi các trục đều chéo hơn 20oC, các khung ngang trung gian phải trực giao với các cấu kiện chính. Nếu các trụ đều chéo thì các khung ngang không cần phải song song với đường của các gối. Các vách ngang ở đầu phải được thiết kế cho các lực và sự méo hình truyền đến từ mặt cầu và mối nối mặt cầu. Các mômen ở đầu của các vách ngang phải được xem xét trong thiết kế có sự liên quan giữa thành phần dọc và các vách ngăn. 6.7.4.3. Dầm thẳng có mặt cắt hộp Phải làm các vách ngang hoặc các khung ngang ở bên trong các tiết diện hình hộp ở tại mố trụ để chịu được sự xoay ngang, sự chuyển vị và sự cong vênh, và phải được thiết kế để truyền các mômen xoắn và các lực ngang từ hộp tới các gối. Nếu làm vách ngang tấm để có sự liên tục hoặc để chịu được các lực kéo phát sinh bởi các cấu kiện cầu, thì vách ngăn phải được liên kết vào các bản bụng và các bản cánh của mặt cắt hộp. Cần làm các cửa qua và phải đủ rộng có thể. Tác động của các cửa qua lên các ứng suất trong các vách ngăn cần được nghiên cứu để xác định xem có cần gia cố không. Phải thực hiện nghiên cứu việc bỏ các vách ngang hoặc các khung ngang vĩnh cửu ở bên trong hoặc giữa các mặt cắt nhiều hộp thép thẳng được thiết kế phù hợp với các điều khoản đối với các mặt cắt nhiều hộp quy định trong Điều 6.11.1.1. Trong các mặt cắt hộp đơn phải làm các vách ngang hoặc các khung ngang trung gian ở bên trong và phải bố trí khoảng cách để hạn chế méo vặn của mặt cắt ngang. 6.7.4.4. Giàn và vòm Phải làm các vách ngang ở các liên kết vào các dầm sàn và ở các liên kết khác hoặc các điểm đặt các tải trọng tập trung. Cũng có thể làm các vách ngăn bên trong để giữ sự dóng thẳng của bộ phận.
  35. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 35 Các bản tiết điểm gắn chốt gối ở đầu của giàn phải được liên kết bằng vách ngăn. Các bản bụng của bệ gối cần được liên kết bằng vách ngang ở nơi nào có thể thực hiện được. Nếu đầu của bản bản bụng hoặc bản phủ dài bằng 1200 mm hoặc hơn tính từ điểm giao cắt của các bộ phận, thì phải làm vách ngang giữa các bản tiết điểm gắn các bộ phận chính. 6.7.5. Liên kết tăng cường ngang (Hệ giằng ngang) 6.7.5.1. Tổng quát Nhu cầu (Yêu cầu) giằng ngang phải được nghiên cứu cho tất cả các giai đoạn thi công dự kiến và cho trạng thái cuối cùng khi khai thác công trình. ở chỗ nào cần thì nên đặt giằng ngang ở trong hoặc gần mặt phẳng của bản cánh hoặc thanh mạ giàn cần giằng. Việc nghiên cứu yêu cầu đối với hệ giằng ngang phải bao gồm, nhưng không bị hạn chế ở: Truyền các tải trọng gió ngang đến các gối như quy định trong Điều 4.6.2.7, và Truyền các tải trọng ngang như quy định trong Điều 4.6.2.8 , và Kiểm soát các biến dạng trong quá trình chế tạo, lắp ráp và đặt thượng bộ vào vị trí. Hệ liên kết tăng cường ngang cần cho các trạng thái không phải là trạng thái cuối cùng thì có thể được tháo đi. Nếu hệ giằng ngang lâu dài có tính đến trong mô hình kết cấu sử dụng để xác định các tác dụng lực, thì hệ này phải được thiết kế cho tất cả các trạng thái giới hạn có thể áp dụng được. Phải áp dụng các quy định của các Điều 6.8.4 và 6.9.3. Các bản liên kết cho hệ liên kết tăng cường ngang phải thỏa mãn các yêu cầu quy định trong Điều 6.6.1.3.2. Khi hệ liên kết tăng cường ngang được thiết kế cho chịu tải động đất phải áp dụng các quy định Điều 4.6.2.8. 6.7.5.2. Dầm thẳng có mặt cắt chữ I ở chỗ nào cần thiết thì hệ giằng ngang phải được đặt ở trong các khoang bên ngoài. Các bản cánh gắn vào các bản mặt cầu có đủ độ cứng đủ để giằng bản cánh thì không cần hệ giằng ngang nữa. Nhu cầu liên kết ngang trong các vùng mômen uốn âm của các dầm liên tục để đảm bảo ổn định trong khi lắp ráp phải được nghiên cứu. 6.7.5.3. Dầm thẳng có mặt cắt hộp Nhu cầu (Yêu cầu) giằng ngang giữa các bản cánh của các hộp riêng lẻ phải được nghiên cứu để bảo đảm rằng các biến dạng của mặt cắt hộp đều được kiểm soát đầy đủ trong khi chế tạo, lắp ráp và đặt mặt cầu bê tông. Hệ giằng ngang phía trên phải được thiết kế để chịu dòng cắt ở trong mặt cắt trước khi bảo dưỡng bê tông mặt cầu. Lực sinh ra trong hệ giằng do uốn của hộp cũng phải được xét đến.
  36. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 36 Nếu hệ liên kết được gắn nối vào các bản bụng, thì diện tích mặt cắt ngang của hộp về dòng cắt phải giảm đi để phản ánh vị trí thực tế của hệ liên kết, và phải thực hiện biện pháp để truyền các lực từ hệ liên kết đến bản cánh trên. 6.7.5.4. Giàn Các nhịp giàn chạy dưới các nhịp giàn chạy trên phải có hệ giằng ngang trên và giằng ngang dưới. Nếu sử dụng hệ giằng ngang dạng chữ X thì mỗi cấu kiện có thể coi là làm việc đồng thời ở hai hướng kéo và nén nếu chúng đáp ứng được các yêu cầu độ mảnh đối với cả hai phần chịu kéo và chịu nén. Các cấu kiện cần được liên kết ở các chỗ giao nhau của chúng. Cấu kiện làm hệ giằng ngang cho các thanh mạ chịu nén cần làm càng cao càng tốt và liên kết vào cả hai bản cánh. Các liên kết dầm sàn cần được bố trí sao cho hệ giằng ngang sẽ gắn nối cả dầm sàn và cấu kiện phận chịu lực chính. ở chỗ nào hệ giằng ngang giao với mối nối hình thành bởi dầm sàn và cấu kiện dọc chính, thì cấu kiện giằng ngang phải được liên kết vào cả hai bộ phận trên. 6.7.6. Chốt 6.7.6.1. Vị trí Các chốt phải bố trí sao cho giảm thiểu được các tác dụng của lực do lệch tâm. 6.7.6.2. Sức kháng 6.7.6.2.1. Uốn và cắt kết hợp Các chốt chịu uốn và cắt kết hợp phải được cân xứng để thỏa mãn: 3 6,0M u 2,2Vu 3 2 0,95 (6.7.6.2.1-1) f D Fy v D Fy trong đó: D = đường kính của chốt (m) Mu = mômen do các tải trọng tính toán (N-mm) Vu = lực cắt do các tải trọng tính toán (N) Fy = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của chốt (MPa) f = hệ số sức kháng uốn như quy định trong Điều 6.5.4.2 v = hệ số sức kháng cắt như quy định trong Điều 6.5.4.2 Mômen Mu, và lực cắt Vu cần được lấy ở cùng mặt cắt thiết kế dọc theo chốt. 6.7.6.2.2. ép mặt Sức kháng ép mặt tính toán trên các chốt phải được lấy như sau: (RpB)r = b (RpB)n (6.7.6.2.2-1)
  37. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 37 trong đó: (RpB)n = 1,5 t DFy (6.7.6.2.2-2) ở đây: t = chiều dày của bản (mm) D = đường kính của chốt (mm) b = hệ số sức kháng ép mặt theo quy định trong Điều 6.5.4.2 6.7.6.3. Kích thước tối thiểu của chốt đối với các thanh có tai treo Đường kính của chốt D, không được nhỏ hơn: 3 Fy D = + b (6.7.6.3-1) 4 2760 trong đó: Fy = cường độ chảy dẻo nhỏ nhất quy định của chốt (MPa) b = chiều rộng của thân của thanh có tai treo (mm). 6.7.6.4. Chốt và đai ốc của chốt Các chốt phải có chiều dài đủ để bảo đảm sự ép mặt hoàn toàn của tất cả các phần liên kết ở trên thân vặn của chốt. Chốt phải được bảo đảm ở đúng vị trí bằng: Các đai ốc hình lục giác tiện lõm vào Các đai ốc cứng hình lục giác với các vòng đệm, hoặc Nếu các chốt được khoan lỗ xuyên qua thì đầu chốt được ngăn giữ bằng các cụm thanh chốt Các đai ốc của chốt hoặc thanh chốt phải là các sản phẩm đúc rèn hoặc thép và phải bảo đảm ở đúng vị trí bằng các chốt hãm xuyên qua các ren, hoặc bằng mài các ren. Các đai ốc khóa sẵn có ở thị trường có thể được sử dụng thay cho sự mài các ren hoặc dùng các chốt hãm. 6.8. cấu kiện chịu kéo 6.8.1. Tổng quát Các cấu kiện và các mối nối đối đầu chịu lực kéo dọc trục phải nghiên cứu đối với hai điều kiện: Chảy của mặt cắt nguyên, thí dụ, Phương trình 6.8.2.1-1, và Đứt của mặt cắt thực, thí dụ, Phương trình 6.8.2.1-2. Khi xác định mặt cắt thực cần phải xét đến: Diện tích nguyên, từ diện tích này sẽ khấu trừ đi hoặc áp dụng các hệ số triết giảm thích hợp, Khấu trừ tất cả các lỗ trong mặt cắt ngang thiết kế, Hiệu chỉnh các khấu trừ lỗ bulông đối với quy tắc bố trí chữ chi được quy định trong Điều 6.8.3, áp dụng hệ số triết giảm U, quy định trong Điều 6.8.2.2, đối với các bộ phận và Điều 6.13.5.2 đối với các bản táp nối và các cấu kiện táp nối khác để tính đến sự trễ trượt và
  38. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 38 áp dụng hệ số diện tích hiệu dụng lớn nhất 85% đối với các bản táp nối và các cấu kiện táp nối khác quy định trong Điều 6.13.5.2 Các cấu kiện chịu kéo phải thỏa mãn các yêu cầu về độ mảnh như quy định trong Điều 6.8.4 và các yêu cầu về mỏi của Điều 6.6.1. Cường độ cắt khối phải được nghiên cứu ở các liên kết như quy định trong Điều 6.13.4. 6.8.2. Sức kháng kéo 6.8.2.1. Tổng quát Sức kháng kéo tính toán, Pr, phải lấy cái nhỏ hơn trong hai giá trị mà các Phương trình 1 và 2 cho: Pr = y Pny = y Fy Ag (6.8.2.1-1) Pr = u Pnu = u Fu An U (6.8.2.1-2) trong đó: Pny = sức kháng kéo danh định đối với sự chảy ở trong mặt cắt nguyên (N) Fy = cường độ chảy (MPa) 2 Ag = diện tích mặt cắt ngang nguyên của bộ phận (mm ) Pnu = sức kháng kéo danh định đối với đứt gãy ở trong mặt cắt thực (N) Fu = cường độ chịu kéo (MPa) 2 An = diện tích thực của bộ phận theo quy định trong Điều 6.8.3 (mm ) U = hệ số triết giảm để tính bù cho trễ trượt, 1,0 đối với các thành phần trong đó các tác dụng lực được truyền tới tất cả các cấu kiện, và theo quy định trong Điều 6.8.2.2 đối với các trường hợp khác y = hệ số sức kháng đối với chảy dẻo của các bộ phận chịu kéo theo quy định trong Điều 6.5.4.2 u = hệ số sức kháng đối với đứt gãy của các bộ phận chịu kéo theo quy định trong Điều 6.5.4.2 6.8.2.2. Hệ số triết giảm, U Trong trường hợp thiếu các thử nghiệm hoặc phân tích chính xác hơn, các hệ số triết giảm ở đây có thể được sử dụng để tính bù cho sự trễ trượt trong các liên kết. Hệ số triết giảm, U, cho thép hình I cán và các thanh chữ T cắt từ thép hình I, chịu tải trọng truyền trực tiếp đến một số, phân tố thôi mà không phải là tất cả, có thể được lấy như sau: Đối với các liên kết chỉ có các mối hàn ngang ở đầu: A U ne (6.8.2.2-1) A gn Hệ số triết giảm, U, cho cả các cấu kiện loại khác chịu tải trọng truyền đến một số, phân tố thôi mà không phải là tất cả, qua các liên kết bulông với ba hoặc trên ba bulông mỗi đường trong phương của tải trọng, hoặc các liên kết hàn, trừ các trường hợp có chú giải ở dưới đây, có thể được lấy như sau: U = 0,85. Hệ số triết giảm, U, cho các liên kết có các đường hàn dọc, dọc theo cả hai mép của phần được liên kết, có thể được lấy như sau:
  39. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 39 Nếu L > 2W, thì U = 1,0 Nếu 2W > L > 1,5W, thì U = 0,87 Nếu 1,5W > L > W, thì U = 0,75 trong đó: 2 Ane = diện tích thực chịu tải trọng trong phạm vi chiều dài liên kết của các cấu kiện (mm ) 2 Agn = diện tích thực nhỏ nhất của bộ phận ở ngoài chiều dài liên kết (mm ) W = chiều rộng của cấu kiện liên kết (mm) L = chiều dài đường hàn (mm) 6.8.2.3. Kéo và uốn kết hợp Cấu kiện chịu kéo và uốn kết hợp phải thỏa mãn các Phương trình 1 và 2: P P M M Nếu u 0,2 , thì u ux uy 1,0 (6.8.2.3-1) P r 2,0Pr Mrx Mry P P 8,0 M M Nếu u 0,2 , thì u ux uy 1,0 (6.8.2.3-2) P r Pr 9,0 Mrx Mry trong đó: Pr = sức kháng kéo tính toán theo quy định trong Điều 6.8.2.1 (N) Mrx, Mry = sức kháng uốn tính toán theo các trục X và Y, tương ứng, được quy định trong Điều 6.10.4 và 6.12 (N-mm) Mux, Muy = các mômen theo các trục x và y, tương ứng, do các tải trọng tính toán gây ra (N-mm) Pu = hiệu ứng lực dọc trục do các tải trọng tính toán gây ra (N) Sự ổn định của bản cánh chịu ứng suất nén thực do kéo và uốn phải được nghiên cứu về oằn cục bộ. 6.8.3. Diện tích thực Mặt cắt thực An của một cấu kiện là tổng các tích số của chiều dày và chiều rộng thực nhỏ nhất của mỗi bộ phận. Bề rộng khấu trừ tất cả các lỗ chuẩn, ngoại cỡ và có khoét trống phải được lấy bằng giá trị lớn hơn kích cỡ lỗ quy định trong điều 6.13.2.4.2. Phải xác định chiều rộng thực đối với từng chuỗi các lỗ và triển khai ngang qua cấu kiện và dọc theo bất cứ tuyến ngang, xiên hay đường chữ chi bất kỳ nào. Chiều rộng thực đối với mỗi dãy phải được xác định bằng chiều rộng của cấu kiện trừ đi tổng các chiều rộng của tất cả các lỗ ở trong dãy và cộng thêm lượng s2/4g cho mỗi khoảng cách giữa các lỗ tiếp liền nhau ở trong dãy, trong đó: s = bước của bất kỳ hai lỗ tiếp liền nhau (mm) g = kích cỡ của cùng hai lỗ (mm) Đối với các thép góc, kích cỡ đối với các lỗ trong các cạnh kề đối diện phải bằng tổng các kích cỡ từ lưng của các thép góc trừ đi chiều dày.
  40. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 40 6.8.4. Tỷ số độ mảnh giới hạn Các bộ phận chịu kéo khác với các thanh kéo, thanh có tai treo, dây cáp và các bản phải thỏa mãn các yêu cầu độ mảnh quy định ở đây: Đối với các cấu kiện chính chịu ứng suất đổi dấu  / r 140 Đối với các cấu kiện chính không chịu các ứng suất đổi dấu  / r 200 Đối với các cấu kiện giằng  / r . 240 trong đó :  = chiều dài không giằng (mm) r = bán kính hồi chuyển nhỏ nhất (mm) 6.8.5. Các cấu kiện tổ hợp 6.8.5.1. Tổng quát Các phân bố chính của các cấu kiện chịu kéo được tổ hợp từ thép hình cán hoặc hàn phải được liên kết hoặc bằng các bản liên tục có hoặc không khoét lỗ, hoặc bằng các bản nối có hoặc không có thanh nẹp. Các liên kết hàn giữa thép hình và các bản thép phải liên tục. Các liên kết bulông giữa thép hình và các bản thép phải tuân theo các quy định của Điều 6.13.2 6.8.5.2. Các bản khoét lỗ Tỷ lệ của chiều dài theo phương của ứng suất với chiều rộng của các lỗ không được vượt quá 2,0. Khoảng cách tịnh giữa các lỗ theo phương của ứng suất không được nhỏ hơn khoảng cách ngang giữa các đường bulông hoặc đường hàn gần nhất. Khoảng cách tịnh giữa đầu của bản và lỗ thứ nhất không được nhỏ hơn 1,25 lần khoảng cách ngang giữa các bulông hoặc đường hàn. Chu vi đường tròn của các lỗ phải có bán kính tối thiểu là 38 mm. Các chiều rộng không được chống đỡ ở các mép của các lỗ có thể giả định là góp phần vào diện tích thực của bộ phận. ở chỗ nào các lỗ được bố trí so le theo các bản khoét lỗ ngược nhau, diện tích thực của bộ phận phải được xem như cùng diện tích của mặt cắt có các lỗ trong cùng mặt phẳng ngang. 6.8.6. Các thanh có tai treo 6.8.6.1. Sức kháng tính toán Sức kháng tính toán của thân của thanh có tai treo phải lấy như quy định trong Phương trình 6.8.2.1-1. 6.8.6.2. Sự cân đối Các thanh có tai treo phải có chiều dày đồng đều, không nhỏ hơn 14 mm hoặc lớn hơn 50 mm. Bán kính chuyển tiếp giữa đầu và thân của thanh có tai treo không được nhỏ hơn chiều rộng của đầu tại đường tim của lỗ chốt. Chiều rộng thực của đầu tại đường tim của lỗ chốt không được nhỏ hơn 135% chiều rộng cần thiết của thân.
  41. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 41 Kích thước thực của đầu ở bên ngoài lỗ chốt lấy theo phương dọc không được nhỏ hơn 75% của chiều rộng của thân. Chiều rộng của thân không được vượt quá tám lần chiều dày của nó. Tim của lỗ chốt phải được đặt trên trục dọc của thân của thanh có tai treo. Đường kính lỗ chốt không được lớn hơn đường kính chốt 0,8 mm. Đối với các loại thép có cường độ chảy dẻo nhỏ nhất chỉ định lớn hơn 480 MPa, đường kính lỗ không được vượt năm lần chiều dày của thanh có tai treo. 6.8.6.3. Đệm chèn Các thanh có tai treo của một bộ phải đối xứng đối với mặt phẳng trung tâm của cấu kiện và càng song song càng tốt. Chúng phải được ngăn giữ chống lại sự chuyển động nằm ngang trên các chốt và chống lại sự cong vênh nằm ngang do sự chéo của cầu. Các thanh có tai treo phải được bố trí để các thanh kề ở trong cùng khoang được tách ra ít nhất là 14 mm. Phải có các vòng đệm để đệm mọi khe hở giữa các thanh có tai treo kề nhau trên một chốt. Các thanh chéo giao nhau đều không đủ xa để không trở ngại lẫn nhau ở mọi lúc thì phải được kẹp chặt lại cùng nhau ở chỗ giao nhau. 6.8.7. Các bản liên kết chốt 6.8.7.1. Tổng quát ở nơi nào có thể được thì nên tránh các bản liên kết chốt. Các quy định của Điều 6.8.2.1 phải được thỏa mãn. 6.8.7.2. Bản chốt Sức kháng ép mặt tính toán trên các bản chốt, Pr, phải lấy như sau: Pr = b Pn = b Ab Fy (6.8.7.2-1) ở đây: Pn = sức kháng ép mặt danh định (N) 2 Ab = diện tích ép mặt chiếu lên bản (mm ) Fy = cường độ chảy dẻo nhỏ nhất quy định của bản (MPa) b = hệ số sức kháng đối với ép mặt quy định trong Điều 6.5.4.2. Bản chính có thể được tăng cường trong vùng lỗ bằng gắn vào các bản chốt để gia tăng chiều dày của tấm bản chính. Nếu sử dụng bản chốt, phải bố trí để giảm thiểu độ lệch tâm của hoạt tải và được gắn vào bản chính bằng các đường hàn hoặc các bulông đủ để truyền các lực ép mặt từ các bản chốt vào bản chính. 6.8.7.3. Sự cân đối Tổ hợp diện tích thực của bản chính và các bản chốt trên một mặt cắt ngang xuyên qua đường tim của lỗ chốt không được nhỏ hơn 1,4 lần diện tích thực yêu cầu của bản chính ở xa lỗ.
  42. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 42 Diện tích thực tổ hợp của bản chính và các bản chốt ở xa lỗ chốt, lấy theo phương dọc, không được nhỏ hơn diện tích thực yêu cầu của bản chính ở xa lỗ chốt. Tim của lỗ chốt phải được đặt trên trục dọc của bản chính. Đường kính lỗ chốt không được lớn hơn đường kính chốt là 0,8 mm. Đối với các thép có cường độ chảy tối thiểu quy định lớn hơn 480 MPa, đường kính lỗ không được vượt quá năm lần chiều dày tổ hợp của bản chính và các bản chốt. Chiều dày tổ hợp của bản chính và các bản chốt không được nhỏ hơn 12% của chiều rộng thực từ mép lỗ đến mép của bản hoặc các bản. Chiều dày của bản chính không được nhỏ hơn 12% của chiều rộng yêu cầu ở xa lỗ. 6.8.7.4. Đệm chèn Các cấu kiện liên kết chốt phải được ngăn giữ chống lại sự chuyển động nằm ngang trên chốt và chống lại sự cong vênh do sự chéo của cầu. 6.9. cấu kiện chịu nén 6.9.1. Tổng quát Các quy định của điều này được áp dụng cho các cấu kiện thép liên hợp và không liên hợp có mặt cắt không đổi với ít nhất một mặt phẳng đối xứng và chịu hoặc nén dọc trục hoặc nén dọc trục và uốn kết hợp đối với trục đối xứng. Các vòm còn phải thỏa mãn các yêu cầu của Điều 6.14.4. Các thanh mạ chịu nén của các giàn chạy giữa còn phải thỏa mãn các yêu cầu của Điều 6.14.2.9. 6.9.2. Sức kháng nén 6.9.2.1. Nén dọc trục Sức kháng tính toán của các cấu kiện trong chịu nén, Pr, phải được lấy như sau: Pr = c Pn (6.9.2.1.-1) trong đó: Pn = sức kháng nén danh định theo quy định ở các Điều 6.9.4 và 6.9.5 (N) c = hệ số sức kháng đối với nén theo quy định trong Điều 6.5.4.2 6.9.2.2. Nén dọc trục và uốn kết hợp Tải trọng nén dọc trục, Pu, và các mômen xảy ra đồng thời, Mux và Muy, tính toán đối với các tải trọng tính toán bằng các phương pháp giải tích đàn hồi phải thỏa mãn mối quan hệ sau đây:
  43. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 43 P P M M Nếu u 0,2 , thì u ux uy 1,0 (6.9.2.2-1) P r 2,0Pr Mrx Mry Pu P 8,0 M M Nếu 0,2 , thì u ux uy 1,0 (6.9.2.2-2) Pr Pr 9,0 Mrx Mry Pr = sức kháng nén tính toán theo quy định trong Điều 6.9.2.1 (N) Mrx = sức kháng uốn tính toán theo trục x theo quy định trong các Điều 6.10.6.11 và 6.12 (N-mm) Mry = sức kháng uốn tính toán theo trục y theo quy định trong các Điều 6.10.6.11 và 6.12 (N-mm) Mux = mômen uốn tính toán theo trục x được tính toán theo quy định ở bên dưới (N-mm) Muy = mômen uốn tính toán theo trục y được tính toán theo quy định ở bên dưới (N-mm) Các mômen Mux và Muy theo các trục đối xứng, có thể được xác định bằng hoặc: Sự phân tích đàn hồi bậc hai, có tính đến độ khuyếch đại mômen gây ra bởi tải trọng trục tính toán, hoặc Sự điều chỉnh gần đúng một bước như quy định trong Điều 4.5.3.2.2b. 6.9.3. Tỷ số độ mảnh giới hạn Các cấu kiện chịu nén phải thỏa mãn các yêu cầu của độ mảnh ở đây: K Đối với các bộ phận chính: 120 r K Đối với các bộ phận liên kết: 140 r trong đó: K = hệ số chiều dài hiệu dụng quy định trong Điều 4.6.2.5  = chiều dài không giằng (mm) r = bán kính hồi chuyển nhỏ nhất (mm) Đối với riêng điều này, bán kính hồi chuyển quay có thể tính trên một mặt cắt tưởng tượng bỏ qua phần của diện tích của một thành phần, miễn là: Khả năng của thành phần căn cứ trên diện tích và bán kính quay thực tế lớn hơn các tải trọng tính toán, và Khả năng của thành phần tưởng tượng căn cứ trên diện tích triết giảm và bán kính quay tương ứng cũng lớn hơn các tải trọng tính toán. 6.9.4. Các cấu kiện không liên hợp 6.9.4.1. Sức kháng nén danh định Đối với các cấu kiện thỏa mãn các yêu cầu chiều rộng/chiều dày chỉ định trong Điều 6.9.4.2, sức kháng nén danh định, Pn, phải được lấy như sau:  Nếu  2,25 thì Pn = 0,66 FyAs (6.9.4.1-1)
  44. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 44 0.88Fy A s Nếu  > 2,25 thì Pn = (6.9.4.1-2) l 2 K Fy với: λ (6.9.4.1-3) rsλ E trong đó: 2 As = diện tích mặt cắt ngang nguyên (mm ) Fy = cường độ chảy (MPa) E = môđun đàn hồi (MPa) K = hệ số chiều dài hiệu dụng quy định trong Điều 4.6.2.5.  = chiều dài không giằng (mm) rs = bán kính hồi chuyển theo mặt phẳng bùng (mm) Đối với các cọc thép chỉ dưới tải trọng trục, Pn không được vượt quá trị số sau đây: Đối với các cọc H 0,78 Fy As Đối với các cọc ống 0,87 Fy As 6.9.4.2. Các tỷ số chiều rộng/chiều dày giới hạn đối với nén dọc trục Độ mảnh của các bản phải thỏa mãn: b E k (6.9.4.2.1) t Fy trong đó: k = hệ số oằn của bản theo quy định trong Bảng 1 b = chiều rộng của bản như quy định trong Bảng 1 (mm) t = chiều dày bản (mm) Chiều dày vách của các ống phải thỏa mãn: D E Đối với các ống tròn : 2.8 (6.9.4.2-2) t Fy b E Đối với các ống chữ nhật : 1.7 (6.9.4.2-3 ) t Fy trong đó: D = đường kính ống (mm) b = chiều rộng mặt (mm) t = chiều dày ống (mm) Đối với các cấu kiện khi thiết kế có dùng các phương trình của Điều 6.9.2.2, Fy như sử dụng ở đây, có thể được thay thế bởi ứng suất nén tính toán lớn nhất do tải trọng dọc trục tính toán và mômen uốn xảy ra đồng thời.
  45. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 45 Bảng 6.9.4.2.1 - Các tỷ số chiều rộng - chiều dày giới hạn Các bản được đỡ dọc một mép K b Chiều rộng nửa bản cánh của các mặt cắt I Chiều rộng toàn bản cánh của các thép  Các bản cánh và các cạnh nhô ra hoặc Khoảng cách giữa mép tự do và hàng các bản 0,56 bulông thứ nhất hoặc các đường hàn trong các bản Toàn chiều rộng của cạnh bên nhô ra đối với các đôi thép góc trong tiếp xúc liên tục Các thân của thép T cán 0,75 Toàn chiều cao của T Toàn chiều rộng của cạnh bên nhô ra đối với thanh chống thép góc đơn hoặc thanh Các cấu kiện nhô ra khác 0,45 chống thép góc đôi với tấm ngăn Toàn chiều rộng nhô ra đối với các cấu kiện khác Các bản được đỡ dọc hai mép k b Khoảng cách tĩnh giữa các bản bụng trừ đi Các bản cánh hộp và các bản táp bán kính góc trong trên mỗi bên đối với các 1,40 bản cánh hộp Khoảng cách giữa các đường hàn hoặc bulông đối với các bản phủ bản cánh Khoảng cách tĩnh giữa các bản cánh trừ đi Các bản bụng và các cấu kiện bản khác các bán kính đường hàn đối với các bản 1,49 bụng của các dầm cán Khoảng cách tĩnh giữa các thanh đỡ mép đối với tất cả các cấu kiện khác Khoảng cách tĩnh giữa các thanh đỡ mép Các bản táp có khoét lỗ 1,86 6.9.4.3. Các cấu kiện tổ hợp 6.9.4.3.1. Tổng quát Phải áp dụng các quy định của Điều 6.9.4.2. Tỷ số độ mảnh của các cấu kiện giữa các bulông liên kết không được nhiều hơn 75% của tỷ số độ mảnh khống chế của bộ phận. 6.9.4.3.2. Các bản khoét lỗ Các bản khoét lỗ phải thỏa mãn các yêu cầu của các Điều 6.9.4.2 và 6.8.5.2 và phải được thiết kế cho tổng lực cắt do các tải trọng tính toán và một lực cắt phụ lấy như sau:
  46. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 46 Pr 100 8.8 /r Fy V (6.9.4.3.2-1) 100 /r 10 E trong đó: V = lực cắt phụ thêm (N) Pr = sức kháng nén tính toán quy định trong các Điều 6.9.2.1 và 6.9.2.2 (N)  = chiều dài cấu kiện (mm) r = bán kính hồi chuyển theo trục thẳng góc đến bản khoét lỗ (mm) Fy = cường độ chảy (MPa) 6.9.5. Các cấu kiện liên hợp 6.9.5.1. Sức kháng nén danh định Các quy định của điều này áp dụng cho các cột liên hợp không chịu uốn. Các quy định của Điều 6.12.2.3 áp dụng cho các cột liên hợp chịu uốn. Sức kháng nén danh định của cột liên hợp thỏa mãn các quy định của Điều 6.9.5.2 phải lấy như sau:  Nếu  2.25 thì P n = 0.66 Fe As (6.9.5.1-1) 0,88FeAs Nếu  > 2.25 thì P n = (6.9.5.1-2) l với : 2 K Fe λ (6.9.5.1-3) rsπ Ee Ar Ar Fe = Fy+ C1Fyr + C2 f (6.9.5.1-4) A c s As C A 3 c (6.9.5.1-5) Ee E 1 n As trong đó : 2 As = diện tích mặt cắt ngang của mặt cắt thép (mm ) 2 Ac = diện tích mặt cắt ngang của bê tông (mm ) 2 Ar = tổng diện tích mặt cắt ngang của cốt thép dọc (mm ) Fy = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của mặt cắt thép (MPa) Fyr = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của cốt thép dọc (MPa) fc = cường độ nén 28 ngày nhỏ nhất quy định của bê tông (MPa) E = môđun đàn hồi của thép (MPa)  = chiều dài không giằng của cột (mm) K = hệ số chiều dài hiệu dụng theo quy định trong Điều 4.6.2.5 n = tỷ số môđun của bê tông theo quy định trong Điều 6.10.5.1.1b
  47. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 47 rs = bán kính hồi chuyển của mặt cắt thép trong mặt phẳng uốn, nhưng không nhỏ hơn 0,3 lần chiều rộng của bộ phận liên hợp trong mặt phẳng uốn đối với các thép hình được bọc bê tông liên hợp (mm) C1, C2, C3 = hằng số cột liên hợp được quy định trong Bảng 1. Bảng 6.9.5.1-1 - Các hằng số cột liên hợp Các ống được nhồi Các thép hình được đầy bọc C1 1,0 0,70 C2 0,85 0,60 C3 0,40 0,20 Khi xác định sự khuyếch đại mômen đối với các bộ phận liên hợp chịu nén dọc trục và uốn kết hợp theo sự điều chỉnh gần đúng một bước quy định trong Điều 4.5.3.2.2b, phải áp dụng phương trình sau đây: A s Fe Pe = (6.9.5.1-6)  6.9.5.2. Các giới hạn 6.9.5.2.1. Tổng quát Sức kháng nén phải được tính toán phù hợp với Điều 6.9.5.1, nếu diện tích mặt cắt ngang của mặt cắt thép gồm ít nhất 4% tổng diện tích mặt cắt ngang của bộ phận. Sức kháng nén phải được tính toán như là cột bê tông cốt thép trong Phần 5, nếu diện tích mặt cắt ngang của thép hình hoặc ống nhỏ hơn 4% tổng diện tích mặt cắt ngang. Cường độ nén của bê tông phải ở giữa 20 MPa và 55 MPa. Cường độ chảy của mặt cắt thép và cốt thép dọc sử dụng để tính sức kháng nén danh định phải không vượt quá 420 MPa. Sự truyền tất cả tải trọng trong cột liên hợp phải được xem xét trong thiết kế các thành phần đỡ. Mặt cắt ngang phải có ít nhất một trục đối xứng 6.9.5.2.2. Các ống nhồi đầy bê tông Các yêu cầu về chiều dày của vách đối với các ống không nhồi quy định trong Điều 6.9.4.2 phải áp dụng cho các ống liên hợp nhồi đầy bê tông. 6.9.5.2.3. Các thép hình bọc bê tông Các thép hình bọc bê tông phải được tăng cường bằng cốt thép dọc và ngang. Cốt thép phải tuân theo các quy định của Điều 5.7.4.6, trừ khoảng cách thẳng đứng của càc thanh giằng ngang phải không được vượt quá trị số nhỏ nhất của: 16 lần đường kính thanh thép dọc 48 lần đường kính thanh giằng hoặc 0,5 kích thước bên nhỏ nhất của cấu kiện liên hợp
  48. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 48 Nhiều thép hình trong cùng mặt cắt ngang của một cột liên hợp phải được liên kết với nhau bằng đai và các bản giằng đề phòng oằn các thép hình riêng lẻ trước khi bê tông đông cứng. 6.10. Các mặt cắt chữ  chịu uốn 6.10.1. Tổng quát Các điều khoản ở mục này được áp dụng cho các mặt cắt chữ  thẳng chịu uốn bằng thép cán hoặc tổ hợp đối xứng đối với trục thẳng đứng nằm trong mặt phẳng của bản bụng dầm. Các mặt cắt “lai” hoặc “phối hợp” gồm một bản bản bụng có cường độ chảy nhỏ nhất quy định thấp hơn cường độ ở một hoặc cả hai bản cánh có thể được thiết kế theo các quy định này. Cho phép dùng các mặt cắt mà thép bản bụng có cường độ cao hơn thép ở các bản cánh nhưng không được coi là mặt cắt “lai”. Các điều khoản của các mục này được áp dụng cho các mặt cắt đặc chắc hoặc không đặc chắc và các mặt cắt liên hợp hoặc không liên hợp. Các cấu kiện chịu uốn phải được thiết kế theo : Sức kháng uốn theo trạng thái giới hạn cường độ được quy định trong mục 6.10.4 Kiểm tra trạng thái giới hạn sử dụng đối với độ võng dài hạn được quy định trong Mục 6.10.5. Trạng thái giới hạn mỏi và đứt gãy của các chi tiết được quy định theo Mục 6.5.3 và các yêu cầu về độ mỏi đối với các bản bụng dầm theo quy định Mục 6.10.6. Sức kháng cắt theo trạng thái giới hạn cường độ được quy định theo Mục 6.10.7 và Tính khả thi của kết cấu được quy định theo 6.10.3.2. Có thể xem xét các điều khoản tuỳ chọn về độ võng theo Mục 2.5.2.6.2. 6.10.2. Các giới hạn trong việc xác định kích thước mặt cắt. Căn cứ trên việc nghiên cứu về uốn, các tỷ lệ cấu tạo của mặt cắt chữ I phải thoả mãn các điều sau đây trong tất cả các giai đoạn thi công và trong trạng thái cuối cùng. Trong mục 6.10.2.2, fc và Dc phải được lấy sao thích hợp với điều kiện đang nghiên cứu. 6.10.2.1. Các tỷ lệ cấu tạo chung Các cấu kiện uốn phải được cấu tạo theo tỷ lệ sao cho: I 0,1 yc 0,9 ( 6.10.2.1-1) Iy trong đó : Iy = mô men quán tính của mặt cắt thép đối với trục thẳng đứng trong mặt phẳng của bản bụng (mm4)
  49. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 49 Iyc = mô men quán tính của bản cánh chịu nén của mặt cắt thép quanh trục đứng trong mặt phẳng cuả bản bụng (mm4). 6.10.2.2. Độ mảnh của bản bụng. Bản bụng dầm phải được cấu tạo sao cho: 2D E Khi không có gờ tăng cường dọc c 6,77 (6.10.2.2.1). t w fc 2D E Khi có gờ tăng cường dọc c 6,77 (6.10.2.2-2) t w fc trong đó: Dc = chiều cao của bản bụng chịu nén trong phạm vi đàn hồi (mm) fc = ứng suất ở bản cánh chịu nén do lực tính toán (Mpa) 6.10.3. áp dụng 6.10.3.1. Các mặt cắt liên hợp Các mặt cắt liên hợp được định nghĩa là những mặt cắt gồm một bản mặt bê tông liên kết với một mặt cắt thép bằng liên kết chống cắt phù hợp với Điều 6.10.7.4 và có thể áp dụng cho các hệ bản mặt khác được chứng minh đảm bảo có tác dụng liên hợp và chống uốn ngang. 6.10.3.1.1. Các ứng suất 6.10.3.1.1a. Trình tự chất tải trọng ứng suất đàn hồi ở một vị trí bất kỳ trên mặt cắt liên hợp do tải trọng tác dụng gây ra phải bằng tổng số các ứng suất gây ra bởi các lực tác dụng riêng rẽ tác dụng vào: Phần thép Mặt cắt liên hợp ngắn hạn và Mặt cắt liên hợp dài hạn. Tải trọng dài hạn tác dụng, trước khi bản đạt được 75% fc , được giả thiết phải do mặt cắt thép chịu đơn độc. Tải trọng dài hạn và hoạt tải tác dụng sau khi bản đặt được 75% fc được giả thiết phải do mặt cắt liên hợp chịu. Đối với các công trình có trụ đỡ phải giả thiết toàn bộ tải trọng dài hạn tác dụng sau khi bản đạt được 75% fc và trong tài liệu hợp đồng phải chỉ rõ như vậy. 6.10.3.1.1b. uốn dương Khi tính toán các ứng suất uốn phải xét mặt cắt liên hợp gồm mặt cắt thép và mặt cắt chuyển đổi của bản bê tông với bề rộng hiệu dụng. Đối với các tải trọng tạm thời, giả thiết chúng tác dụng vào mặt cắt liên hợp ngắn hạn và mặt cắt bản khi chuyển đổi phải dùng tỉ số mô đun ngắn hạn, n. Đối với các tải trọng dài hạn, giả thiết chúng tác dụng vào mặt cắt liên hợp dài hạn mặt cắt bản khi chuyển đổi thì dùng tỉ số mô đun bằng 3n.
  50. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 50 Đối với bê tông có khối lượng riêng thông thường, tỉ số môđun có thể lấy như sau: 16 fc 20 ; n = 10 20 fc 25 ; n = 9 25 fc 32 ; n = 8 32 fc 41 ; n = 7 41 fc ; n = 6 6.10.3.1.1c. uốn âm Để tính toán các ứng suất do mô men gây ra, đối với cả mô men liên hợp dài hạn lẫn ngắn hạn, mặt cắt liên hợp phải bao gồm cả mặt cắt thép và cốt thép theo phương dọc trọng phạm vi chiều rộng hiệu dụng của bản. 6.10.3.1.1d. Chiều rộng hiệu dụng của bản Nếu không có thông tin tốt hơn, phải áp dụng các qui định của Điều 4.6.2.6. 6.10.3.1.2. Mô men chảy Mô men chảy My ở một mặt cắt liên hợp phải lấy bằng tổng các mô men tác dụng riêng lẻ vào phần thép và vào các mặt cắt liên hợp ngắn hạn và dài hạn để gây trạng thái chảy đầu tiên ở một trong hai bản cánh thép, khi không xét đến chảy hình thành ở bản bụng của mặt cắt “lai”. 6.10.3.1.3. Mô men dẻo Mp phải được tính toán bằng mô men đầu tiên của lực dẻo đối với trục trung hoà dẻo. Để tính toán các lực dẻo trong các phần thép của mặt cắt liên hợp, phải dùng cường độ chảy tương ứng cho cả bản cánh, bản bụng và cốt thép. Lực dẻo trong các phần bê tông chịu nén của mặt cắt liên hợp có thể dựa trên khối ứng suất chữ nhật như chỉ dẫn trong Điều 5.7.2.2. và bỏ qua bê tông chịu kéo. Vị trí của trục trung hoà dẻo phải được xác định theo điều kiện cân bằng mà không có lực dọc trục thuần tuý. 6.10.3.1.4. Chiều cao của bản bụng chịu nén. 6.10.3.1.4a. Tại mô men đàn hồi Đối với các mặt cắt chịu uốn dương, chiều cao của bản bụng chịu nén Dc tại mô men đàn hồi thiết kế bằng chiều cao mà trên đó tổng đại số của các ứng suất trong thép ở các mặt cắt liên hợp dài hạn và liên hợp ngắn hạn do các tĩnh tải và hoạt tải gây ra cộng với xung kích đều là ứng suất nén. Đối với các mặt cắt chịu uốn âm, có thể tính toán Dc cho mặt cắt bao gồm dầm thép cộng với cốt thép theo phương dọc. 6.10.3.1.4b Tại mô men dẻo Chiều cao của bản bụng chịu nén tại mô men dẻo Dcp có thể được xác định như sau:
  51. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 51 Đối với các mặt cắt chịu uốn dương, khi trục trung hoà dẻo qua bản bụng, Dcp được lấy là: D Fyt A t FycAc 0,85 fc As Fyr A r Dcp 1 (6.10.3.1.4b-1) 2 Fyw A w trong đó: Dcp = chiều cao bản bụng chịu nén tại mô men dẻo (mm). D = chiều cao bản bụng (mm). As = diện tích bản. 2 At = diện tích bản cánh chịu kéo (mm ). Fyc = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén (MPa). Fyc = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của cốt thép dọc trong mặt cắt (Mpa) Fyt = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu kéo (MPa). Fyw = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản bụng (MPa). Fc = cường độ chịu nén 28 ngày quy định của bê tông (MPa). Đối với tất cả các mặt cắt chịu uốn dương, Dcp phải lấy bằng 0 và yêu cầu về độ mảnh của bản bụng trong mặt cắt đặc chắc ở Điều 6.10.4.1.2 phải coi là đã thoả mãn. Đối với các mặt cắt chịu uốn âm khi có trục trung hoà dẻo đi qua bản bụng: D D cp Fyt A t Fyw A w Fyc A c (6.10.3.1.4b-2) 2A w Fyw Đối với các mặt cắt khác chịu uốn âm, Dcp phải lấy bằng D. 6.10.3.2. Yêu cầu về cấu tạo đối với các mặt cắt liên hợp 6.10.3.2.1. Tổng quát Để đảm bảo yêu cầu về cấu tạo đối với các mặt cắt liên hợp ở trạng thái cuối cùng nhưng không liên hợp trong quá trình thi công khi nghiên cứu phải được coi là các mặt cắt không liên hợp ở các giai đoạn khác nhau theo trình tự lắp đặt mặt cầu qua việc sử dụng tổ hợp tải trọng thích hợp trong Bảng 3.4.1-1 để tính toán. Các đặc trưng hình học, chiều dài giằng, và ứng suất được sử dụng trong tính toán sức kháng uốn danh định theo mục này chỉ áp dụng đối với mặt cắt thép dưới tác dụng của tải trọng thi công tính toán. Các thay đổi về tải trọng, độ cứng và hệ giằng trong các giai đoạn đổ bê tông phải được xem xét. 6.10.3.2.2. Sức kháng uốn danh định Phải tiến hành nghiên cứu về cấu tạo của các dầm liên hợp theo các quy định của Điều 6.10.4.1.4 về độ mảnh bản cánh chịu nén của mặt cắt không đặc chắc. Các dầm liên hợp trong giai đoạn thi công, khi còn chưa được liên hợp phải thoả mãn các yêu cầu nêu trong Điều 6.10.2.2 về độ mảnh của bản bụng không đặc chắc theo truyền thống.